Είναι τα αξιόνια σωματίδια της σκοτεινής ύλης;

Posted on 14/08/2016

0


η απάντηση προς το παρόν είναι «μάλλον όχι»

axions

(Κλικ πάνω στην εικόνα για μεγέθυνση)
Πάνω: Οι ακτίνες γάμμα που έρχονται από τον γαλαξία NGC 1275 – βρίσκεται στο σμήνος των γαλαξιών του Περσέα – δημιουργούν ένα συγκεκριμένο φάσμα (πάνω δεξιά). Οι εκπομπή των ακτίνων από τον NGC 1275 οφείλεται στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που υπάρχει στο κέντρο του. Κάτω: Οι ακτίνες γάμμα μετατρέπονται σε σωματίδια τύπου αξιονίων (πράσινο διακεκομμένο) και γίνονται πάλι φωτόνια όταν συναντούν μαγνητικά πεδία (γκρι γραμμές). Το φάσμα των ακτίνων γ που θα προκύψει στην περίπτωση αυτή (η καμπύλη κάτω δεξιά) θα είναι είναι παραμορφωμένο

Τα αξιόνια ή σωματίδια σαν τα αξιόνια [ALP=axionlike-particles] προβλέπονται από διάφορες προταθείσες θεωρίες που επιχειρούν την επέκταση του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων. Αν τα σωματίδια αυτά παράχθηκαν στο πρώιμο σύμπαν τότε θα μπορούσαν να ευθύνονται για το σύνολο ή για ένα σημαντικό κλάσμα της ψυχρής σκοτεινής ύλης. Εφόσον ισχύει κάτι τέτοιο, τότε τα ALP θα μπορούσαν να ανιχνευθούν διαμέσου της σύζευξής τους με φωτόνια μέσα σε μαγνητικά πεδία.

Οι αλληλεπιδράσεις φωτονίων-ALP πρέπει να αφήνουν αποτυπώματα στο φάσμα των ακτίνων γ, με την προϋπόθεση ότι η μάζα των ALP να είναι αρκετά μικρή, mα<μeV. Πάνω από μια κρίσιμη ενέργεια Ecrit η αλληλεπίδραση φωτονίων-ALP γίνεται μέγιστη, μειώνοντας την ροή των φωτονίων. Στην ενέργεια αυτή εμφανίζονται φασματικές ανωμαλίες που εξαρτώνται από την ένταση και την μορφολογία του μαγνητικού πεδίου.

Η ερευνητική ομάδα των Manuel Meyer et al [Search for Spectral Irregularities due to Photon–Axionlike-Particle Oscillations with the Fermi Large Area Telescope] έψαξε για παραμόρφωση του φάσματος των ακτίνων γ που εκπέμπονται από τον γαλαξία NGC 1275, κάτι που θα επιβεβαίωνε την ύπαρξη των αξιονίων.

Το φάσμα των ακτίνων γ ανιχνεύθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi και δυστυχώς η ανάλυσή του δεν επιβεβαιώνει την ύπαρξη αυτών των εξωτικών σωματιδίων, τουλάχιστον στο εύρος των μαζών 0.5 < mα <5 neV.

Διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες της εν λόγω έρευνας,
καθώς επίσης και για τα αρνητικά αποτελέσματα δυο άλλων μελετών που αναζητούσαν στα δεδoμένα του Fermi, άλλα υποψήφια σωματίδια για την σκοτεινή ύλη, τα επονομαζόμενα WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), ΕΔΩ:  NASA’s Fermi Mission Expands its Search for Dark Matter