Сверхновые и аксионы
dying_star-640e46c8d229_1200 Сверхновые и аксионы | Путь к разгадке темной материи

Сверхновые и аксионы: разгадка тайн темной материи через космические лаборатории

Темная материя остаётся одной из величайших загадок современной науки, занимая 85% массы Вселенной, но оставаясь недоступной для прямого наблюдения. Исследователи десятилетиями пытаются обнаружить её присутствие, используя различные методы и гипотезы. Одной из наиболее перспективных идей является существование аксионов — гипотетических элементарных частиц, которые могут пролить свет на природу этой невидимой субстанции.

Аксионы, впервые предложенные в 1970-х годах, обладают крайне малой массой и практически не взаимодействуют с обычной материей, что делает их практически неуловимыми. Однако учёные предполагают, что определённые условия, такие как сильные магнитные поля или взрывы сверхновых, могут способствовать их обнаружению. Новое исследование, проведённое в Калифорнийском университете в Беркли, раскрывает потенциал сверхновых как космических лабораторий для изучения этих частиц.

Космическая физика и аксионы: шаг к пониманию Вселенной

Взрывы сверхновых, происходящие при коллапсе массивных звёзд, создают экстремальные условия с высокими температурами и сильными магнитными полями. Именно в такие моменты, согласно моделям, аксионы могут активно производиться и преобразовываться в гамма-лучи. Это редкое явление длится всего около 10 секунд после взрыва, предоставляя уникальную возможность для учёных зафиксировать их с помощью высокочувствительных телескопов.

В последний раз подобное событие было зафиксировано в 1987 году, когда сверхновая SN1987A взорвалась в Большом Магеллановом Облаке. В то время доступные телескопы, такие как Solar Maximum Mission, не обладали достаточной чувствительностью для обнаружения аксионов. Современные инструменты, такие как гамма-телескоп Ферми, способны фиксировать такие явления, но вероятность наблюдения остаётся крайне низкой из-за редкости сверхновых в нашей галактике.

Учёные из Беркли подчёркивают, что если аксионы будут обнаружены, это станет революцией в физике. Одно успешное наблюдение поможет определить их массу и силу взаимодействия, предоставив экспериментаторам важную информацию для последующих исследований. Кроме того, даже отсутствие сигналов может сузить параметры поиска, исключив определённый диапазон масс аксионов.

Понимание аксионов может также пролить свет на фундаментальные вопросы квантовой физики, включая нерешённые проблемы Стандартной модели и концепцию Теории всего. Это исследование может стать ключевым шагом к пониманию эволюции Вселенной и механизмов формирования её структуры.

Помимо теоретического значения, открытие аксионов может открыть новые возможности для применения квантовых технологий. Например, глубокое понимание их свойств может способствовать созданию новых материалов или технологий, использующих квантовые эффекты.

Сейчас главной задачей для учёных остаётся усовершенствование инструментов наблюдения. Планируется разработка нового поколения телескопов, таких как GALAXIS, который сможет фиксировать гамма-лучи с ещё большей точностью. Эти устройства помогут максимально использовать редкие события сверхновых, открывая новые горизонты для космологии и физики элементарных частиц.

Если гипотеза аксионов подтвердится, это будет означать одно из самых значительных открытий в науке. Этот маленький шаг к разгадке тайны темной материи может стать гигантским скачком для всего человечества, углубляя наше понимание Вселенной.

Ссылка: «Сверхновые аксионы преобразуются в гамма-лучи в магнитных полях звезд-прародителей» DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.211002.

Откройте мир науки вместе с Hanga!

Подпишитесь на обновления и начните свое путешествие в науку прямо сейчас!

× Progressive Web App | Add to Homescreen

Чтобы установить это веб-приложение на свой iPhone/iPad, нажмите значок. Progressive Web App | Share Button А затем «Добавить на главный экран».

× Установить веб-приложение
Mobile Phone
Офлайн – нет подключения к Интернету
Офлайн – нет подключения к Интернету