החומר האפל הוריקן נותן סיכוי טוב יותר לזהות את החלקיקים של אקסיון

ללא שם: ראשים למעלה, אנחנו בתוך הוריקן שאנחנו לא יכולים לראות. מעצמת העל של הבלתי נראה נובעת מכך שהיא עשויה מחומר אפל.

ו physroists astroparticle מצאו שימוש מצוין עבור ההוריקן הזה בלתי נראה בחלל: פתרון תעלומה של מה שעושה את החומר המסתורי. במאמר שפורסם ב -7 בנובמבר בכתב העת סקירה פיסיקלית ד, חוקרים מאוניברסיטת Universidad de Zaragoza, קינגס קולג 'בלונדון, ומכון האסטרונומיה הבריטי צופים סיכויים גבוהים יותר לזהות חומר אפל באמצעות נתוני לוויין מפורטים על תנועות הכוכבים.

תזכורת שהאנושות היא ירידה בדלי היקום

המספר הכולל של המסה הרגילה שנצפתה על ידי האנושות - החתול, השמש, הגאות והשפל - מהווים פחות מחמישה אחוזים מהיקום. כמעט 68% הם אנרגיה אפלה, וה -27% האחרונים הם חומר אפל. רק שטח אפל עשוי מי יודע מה, מה שמניע את התרחבות מואצת של היקום. של התיאוריות הנוכחיות, מדענים מעדיפים חלש אינטראקציה חלקיקים מסיביים (WIMPs) או axions כמו החלקיקים מסתורין.

אנחנו בעצם שוחים בדברים, אשר מדענים כמו Ciaran A. J. O'Hare, Ph.D., פוסט דוקטורט בפיסיקה תיאורטית באוניברסיטת סרגוסה והסופר הראשון של המחקר, מכנים "רוח החומר האפל".

"הסיבה שאנחנו משתמשים בביטוי הזה היא שאנחנו מוטבעים בהילה של חומר אפל ואנחנו מסתובבים בדיסק הגלקטי (זה גלגל מסתובב של כוכבים וגז), אבל ההילה שונה מאוד", אומר או'הר הפוך. "אין דיסק של חומר אפל, אין סיבוב מועדף, רק זמזום בכיוונים אקראיים."

ביסודו של דבר, ייתכן שלא נדע מהו החלקיק, אך מכיוון שאנו מכירים את הכיוון שבו אנו מסתובבים, מדענים כמו או'הר יכולים לקבוע היכן צריך להגיע חומר אפל, שבו נמצאים כוכבי הכוכבים - שרידים של גלקסיות ננסיות נמתחות את השמים - תיכנסי.

"זרמים הם באמת תחזיות גנריות לגבי האופן שבו אנו מבינים את הגלקסיות להיווצר", אומר או'הר. רוב הזרמים הם קטנים וקטנים, אך שפע של נתונים עשירים שנאספו על ידי לוויין ה- Gaia של סוכנות החלל האירופית על מרחק ומהירות של למעלה ממיליארד כוכבים מעניק לחוקרים את הפרטים הדרושים לזיהוי זרמים שקשה לראות בעין האנושית. בנוסף, מדענים יודעים שגלקסיה גמדית זו נשארת עם חומר אפל.

זרם S1, מזוהה הודות גאיה, סופות דרכנו כמו הוריקן משתי סיבות.

"הדבר המדהים ביותר שמצאנו לגבי ה- S1 הוא שאנחנו לא רק יושבים בפנים, אבל הכיוון שאנחנו הולכים הוא ההפך, אנחנו נעים במעלה הזרם", מסביר או'הר. "כאשר אנו בודקים את זה, ברגע שאנחנו רואים חומר אפל, אם זרם S1 נמצא שם, אנחנו יכולים להיות בטוחים שהאור שראינו הוא חומר אפל, כי אנחנו יכולים לקשר אותו עם חפץ זה שאנו יכולים לראות בחלל".

כיצד אנו מזהים חומר כהה?

למרות העובדה שחומר אפל פוגע בגלקסיה שלנו בפנים, זיהוי מוכיח אתגר. ניסויים בדרך כלל ליצור התנגשות ולמדוד את האנרגיה, אור, או פיזור חום. ניסויים קודמים הממוקדים ב- WIMPs התבוננו בפיזור בקנה מידה ננומטרי, וחלון האנרגיה הניתן לזיהוי נותר צר. עבור ראיות ברורות יותר לנחל, הקבוצה בחרה לחפש חלקיקים היפותטיים שונים, אקסיונים, בתנאים ניסיוניים המאפשרים להם לחפש פיזור מילימטר (עדיין זעיר, אבל לגילוי) עם סיכוי הרבה יותר גבוה להצלחה.

ניסויים עכשוויים מנסים להגיע לרמה של שני כיוונים, על פי או'הר. כמה חוקרים עושים את הניסוי גדול ככל האפשר, כדי לתת חלקיקים יותר לתקשר עם. מאידך גיסא, אירועים אקספוננציאליים יותר עבור חומר אפל מתרחשים ברמות אנרגיה נמוכות יותר, הדורשות קריאת אותות קטנים וקלים יותר.

למרות האתגרים, זרם ה- S1 קיים בצומת דרכים מבטיחה. "הדבר העיקרי שאני באמת אוהב על זרם S1 הוא שזה בעצם נותן לנו עוד דבר לחפש", אומר אוהייר. "זה ממשק של אסטרונומיה ופיסיקה חלקיקים. זה מה אסטרונומיה יכול לספר לנו על פיסיקת החלקיקים, ומה פיסיקת החלקיקים יכולים לספר אסטרונומיה."