物理学者たちは長い間、ダークマターを解明し、宇宙の4分の1を構成する不思議な物質を実際に見てみようと努めてきました。非表示のマントの下に何が隠れているかについての1つのアイデア？ 1つの巨大な粒子のように動作する多くの小さなファジーパーティクル。
しかし、2月28日にJournal of Cosmology and Astroparticle Physicsで発表された、このようなファジーで超軽量の粒子の最新の検索は、手ぶらで行われました。
結果は、暗黒物質がこれらの微小粒子で実際に作られている場合、その名前が示すようにとらえどころがなく、通常の物質とほとんど相互作用しないことを示唆しています。
闇の心
ダークマターは、宇宙で最も守られている秘密の1つです。物質は光と相互作用しませんが、他の物質に引力を及ぼします。それは宇宙の質量とエネルギーの約4分の1を占めますが、科学者はそれを見つけられないように見え、それが何でできているのかさえ理解できません。
多くの科学者は、暗黒物質は相互作用の弱い巨大粒子WIMPで構成されていると推測しています。しかし、WIMPの理論はいくつかの点で不十分です。たとえば、これらの粒子は、天文学者が見たことのない銀河のウェブに小さな構造を引き起こすはずです。したがって、代わりに、一部の科学者は暗黒物質を別の方向に探しています-超軽量粒子に。
ロシア科学アカデミーの核研究所の論文の共同執筆者であり研究者でもあるセルゲイ・トロイツキー氏は、暗黒物質が何であるかについては多くの考えがあるが、それらを裏付ける証拠は多くないと語った。 「したがって、すべての可能性を1つずつ検討し、検討し、除外する必要があります。」
ファジーダークマターとしても知られている超軽量のいくつかの理論は、電子よりも約10 ^ 28倍軽い粒子を提案しています。波よりも境界。新しい研究は、アクティブな銀河からの光の中でこれらのタイプの粒子を探す方法をテストしました。
ダークマターは宇宙のこのような大部分を構成しているので、超軽量の粒子でできている場合、それらはたくさんあるに違いありません。実際、非常に多く、フィールドやボーズアインシュタイン凝縮などのユニークな状態で存在することになります。超低温で粒子が凝集し、1つの凝集体として作用する状態です。個々の暗黒物質粒子は光と相互作用しません-これが科学者がそれらを見つけるのに苦労した理由です-大規模では、フィールドは光が空間を揺れ動くとき、光の偏光または方向に顕著な影響を及ぼします。これは、フィールドの密度が定期的に振動するときに発生し、事実上、光が領域を通過する方法を変更します。
理論は、この効果が少なくとも325光年にわたって暗黒物質の領域で見られることを示唆しました。フィールドの振動率は超軽量暗黒物質粒子の質量に直接依存するため、この効果を確認することで、科学者は暗黒物質の質量を測定できることを望みました。
超薄暗黒物質のフィールドによる光の偏光の変化を探すために、科学者は超新奇ベースラインアレイのアーカイブデータを調べましたメキシコ。彼らは30銀河の中心部からの光に焦点を合わせました。それは、何百光年にもわたって広がるジェットで大量の物質を噴出しました。これらの銀河からの光は高度に偏光されており、十分に研究されているため、それらに関する長期のアーカイブデータはすでに利用可能でした。
「私たちは、出版された論文や公的に利用可能なデータベースからの天体物理学的データをよく使用して、素粒子の特性を制限しています」とTroitskyはLive Scienceに語った。 「しかし今回は仲間の電波天文学者に連絡を取り、彼らは彼ら自身のデータを掘り起こし、私たちの仕事のためだけに観測シリーズを注意深く選択しました。」
20年間のデータを分析したところ、科学者たちは多くの振動を発見しましたが、求めていたタイプは発見できませんでした。活動銀河核は、しばしば規則的な周波数なしで脈動します。しかし、超軽量暗黒物質からの振動はすべて、振動間の時間の長さが同じで発生します。
結局のところ、科学者たちは超軽量の暗黒物質の兆候を、少なくとも銀河のウェブで発見された小さな構造の欠如を説明できる種類の質量では見ていませんでした。しかし、それは彼らが絶対に存在しないという意味ではありません。
「暗黒物質の粒子が持っているという保証はありません どれか トロイツキー氏は、「重力以外の目に見える世界との相互作用」と語った。
新しい研究によって従来の超軽量暗黒物質が生成される可能性は低いかもしれませんが、研究者はそれを除外する準備ができていません。
「暗黒物質について確かに知っている唯一のことは、それが既知の素粒子物理学の外にあるということです」と研究に関与しなかったイスラエルのテルアビブ大学の天文学者、レナン・バルカナは言いました。 「したがって、暗黒物質の性質についての説得力のある観察的証拠が得られるまでは、推測と推測に注意し、心を開いておく必要があります。」
