Ураганът на тъмната материя дава по-добър шанс за идентифициране на частиците на Axion

Нагоре, ние сме в ураган, който не можем да видим. Неговата суперсила невидимост идва от факта, че е направена от тъмна материя.

А физиците на астрочастиците откриха отлично използване на този невидим космически ураган: решаване на тайната на това, което съставлява мистериозната субстанция. В доклад, публикуван на 7 ноември в списанието Преглед на физиката D, изследователи от Университета на Сарагоса, Кингс Колидж Лондон и Института по астрономия на Обединеното кралство прогнозират по-големи шансове за идентифициране на тъмната материя, като използват подробни сателитни данни за движението на звездите.

Напомняне, че човечеството е капка в кофата на Вселената

Общото количество нормална маса, наблюдавано от човечеството - вашата котка, слънцето, приливите на приливите и отливите - съставлява по-малко от пет процента от вселената. Около 68% е тъмна енергия, а последните 27% са тъмна материя. Просто тъмно пространство, направено от „кой знае-какво“, което потенциално води до ускоряването на разширяването на Вселената. От настоящите теории учените предпочитат слабите взаимодействащи масивни частици (WIMP) или аксионите като мистериозна частица.

Ние всъщност плуваме в неща, които учени като доктор на Киаран А. Дж. О'Харе, теоретична физика в Университета в Сарагоса и първият автор на изследването, наричат ​​„вятър от тъмна материя“.

"Причината да използваме тази фраза е, че сме вградени в ореол от тъмна материя и се въртим в галактическия диск (това въртящо се колело от звезди и газ), но ореолът е много различен", казва О'Харе обратен, - Няма диск с тъмна материя, няма предпочитана ротация, просто бръмчи в произволни посоки.

По принцип, ние може да не знаем каква е частицата, но тъй като знаем посоката, в която се върти, учените като О'Хеър могат да определят откъде трябва да идва тъмната материя, откъдето се простират звездни потоци - останките на джуджета. небето - влезте.

"Потоците са наистина родови предсказания за начина, по който разбираме галактиките," казва О'Хеър. Повечето потоци са тънки и малки, но богатство от богати данни, събрани от сателита на Gaia от Европейската космическа агенция за разстоянието и скоростта от над един милиард звезди, дават на изследователите подробности, необходими за идентифициране на потоци, които е трудно да се видят с човешкото око. Освен това учените знаят, че тези джуджета остават с тъмна материя.

Потокът S1, идентифициран благодарение на Гея, бури пътя ни като ураган по две причини.

„Всъщност забележителното нещо, което открихме за S1 е, че ние не само седим отвътре, но посоката, в която отиваме, е обратното, ние се движим нагоре по течението.” Обяснява О'Харе. "Когато тестваме за него, след като видим тъмната материя, ако потокът S1 е там, можем да сме сигурни, че сигналът, който сме видели, е тъмна материя, защото можем да го свържем с този обект, който можем да видим в пространството."

Как откриваме тъмната материя?

Независимо от факта, че тъмната материя удря нашата галактика в лицето, откриването се оказва предизвикателство. Експериментите обикновено създават сблъсък и измерват енергията, светлината или разсейването на топлината. Предишните експерименти, насочени към WIMP, разглеждаха разсейването на нанометър, а откриваемият енергиен прозорец остана тесен. За по-ясни доказателства за потока, групата е избрала да търси различни хипотетични частици, аксиони, при експериментални условия, които им позволяват да търсят разсейване на милиметрови мащаби (все още малки, но откриваеми) с много по-голям шанс за успех.

Текущите експерименти се опитват да се изравнят в две посоки, според О'Хеър. Някои изследователи правят експеримента възможно най-голям, за да дадат на частиците повече възможност за взаимодействие. От друга страна, експоненциално повече енергийни събития за тъмна материя се получават при по-ниски енергийни нива, които изискват отчитане на по-малки и по-малки сигнали.

Въпреки предизвикателствата, потокът S1 съществува на обещаващ кръстопът. "Най-важното нещо, което наистина харесвам в потока S1 е, че това всъщност ни дава друго нещо, което да търсим", казва О'Харе. „Това е интерфейсът на астрономията и физиката на частиците. Това, което астрономията може да ни каже за физиката на частиците, и това, което физиката на частиците може да каже на астрономията."