februar 28, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Spor av en mystikkpartikkel som ble spådd for flere tiår siden, kan ha blitt oppdaget

Spor av en mystikkpartikkel som ble spådd for flere tiår siden, kan ha blitt oppdaget

Bevis for en lenge etterspurt hypotetisk partikkel kunne ha vært skjult for det blotte øye (røntgen) hele denne tiden.

Røntgenemisjonen som kommer fra en samling nøytronstjerner kjent som Magnificent Seven er så overdreven at den kan komme fra aksjoner, en langspådd type partikkel, smidd i de tette kjernene til disse døde gjenstandene, har forskere vist. forskere.

Hvis funnene deres blir bekreftet, kan denne oppdagelsen bidra til å løse noen av mysteriene til det fysiske universet, inkludert naturen til det mystiske mørk materie som holder det hele sammen.

“Å finne aksjoner har vært en av de største anstrengelsene innen høyenergipartikkelfysikk, både i teorien og i eksperimenter.” sa astronom Raymond Co. fra University of Minnesota.

“Vi tror aksjoner kan eksistere, men vi har ikke oppdaget dem ennå. Du kan tenke på aksjoner som spøkelsespartikler. De kan være hvor som helst i universet, men de kommuniserer ikke sterkt med oss, så vi har ingen observasjoner av dem ennå. “.

Aksjoner er hypotetiske partikler med ultra-lav masse, først teoretisert på 1970-tallet for å løse spørsmålet om hvorfor sterke atomkrefter følger noe som kalles lastparitetssymmetri, når de fleste modeller sier at det ikke er nødvendig.

Aksjoner er spådd av mange modeller av strengteori, en foreslått løsning på spenningen mellom generell relativitet og kvantemekanikk, og aksjoner av en bestemt masse er også en sterk kandidat for mørk materie. Så forskere har en rekke gode grunner til å lete etter dem.

Hvis de eksisterer, forventes aksjoner å bli produsert i stjernene. Disse stjerneaksjonene er ikke det samme som mørke materieaksjoner, men deres eksistens ville innebære eksistensen av andre typer aksjoner.

READ  NASAs SLS-rakett vil gjennomgå en ny og lengre varmebranntest

En måte å lete etter aksjoner er å lete etter overflødig stråling. Aksjoner forventes å brytes ned i par fotoner i nærvær av et magnetfelt, så hvis mer elektromagnetisk stråling oppdages enn det skulle være i et område der dette forfallet forventes å forekomme, kan det utgjøre bevis for aksjoner.

I dette tilfellet er overflødig hard røntgenstråling akkurat det astronomer har funnet når de observerer Magnificent Seven.

Disse nøytronstjernene, de kollapset kjernene til massive døde stjerner som døde i en supernova, er ikke samlet sammen, men deler en rekke fellestrekk. De er alle isolerte nøytronstjerner fra rundt middelalderen, noen hundre tusen år etter stjernedød.

De kjøler seg ned og avgir lavenergi (myke) røntgenstråler mens de gjør det. De har alle sterke magnetfelt, milliarder ganger sterkere enn jordens, kraftige nok til å utløse spaltning av aksjonen. Og de er alle relativt nær, 1500 lysår fra jorden.

Dette gjør dem til et utmerket laboratorium for å lete etter aksjoner, og da et team av forskere, ledet av hovedforfatter og fysiker Benjamin Safdi fra Lawrence Berkeley National Laboratory, studerte Magnificent Seven med flere teleskoper, identifiserte de høynergiske (harde) Xer. -Uventet stråleutslipp for nøytronstjerner av denne typen.

I rommet er det imidlertid mange prosesser som kan produsere stråling, så teamet måtte nøye undersøke andre potensielle utslippskilder. PulsarerFor eksempel avgir de intens røntgenstråling; men de andre typer stråling som sendes ut av pulser, som radiobølger, er ikke til stede i Magnificent Seven.

En annen mulighet er at uløste kilder i nærheten av nøytronstjernene kan produsere hard røntgenutslipp. Men datasettene teamet brukte, fra to forskjellige røntgenromsobservatorier, XMM-Newton og Chandra, indikerte at utslippet kommer fra nøytronstjerner. Teamet fant at signalet heller ikke er sannsynlig å være et resultat av en opphopning av mykt røntgenemisjon.

READ  El acuerdo entre la NASA y Canadá demuestra cómo Artemis es un moonshot internacional

“Vi er ganske sikre på at det er dette overskuddet, og vi er veldig sikre på at det er noe nytt i dette overskuddet.” Sa Safdi. “Hvis vi var 100 prosent sikre på at det vi ser er en ny partikkel, ville det være enormt. Det ville være revolusjonerende innen fysikk.”

Dette betyr ikke at overskuddet er en ny partikkel. Det kan være en tidligere ukjent astrofysisk prosess. Eller det kan være noe så enkelt som en gjenstand fra teleskoper eller databehandling.

“Vi hevder ikke at vi har oppdaget aksjonen ennå, men vi sier at de ekstra røntgenfotonene kan forklares med aksjoner.” Sa Co. “Det er en spennende oppdagelse av overflødige røntgenfotoner, og det er en spennende mulighet som allerede er i samsvar med vår tolkning av aksjoner.”

Det neste trinnet vil være å prøve å verifisere funnet. Hvis overskuddet produseres av aksjoner, bør det meste av strålingen sendes ut ved høyere energier enn XMM-Newton og Chandra er i stand til å oppdage. Teamet håper å bruke et nyere teleskop, NASAs NuSTAR, for å observere Magnificent Seven i et bredere spekter av bølgelengder.

Magnetiserte hvite dvergstjerner kan være et annet sted å lete etter aksjonsutslipp. I likhet med Magnificent Seven har disse objektene sterke magnetfelt og forventes ikke å gi hard røntgenstråling.

“Dette begynner å være ganske overbevisende at dette er noe utenfor Standard modell hvis vi ser et overskudd av røntgenstråler der også ” Sa Safdi.

Forskningen er publisert i Fysiske gjennomgangsbrev.