Σκοτεινή ύλη.

[Δροσος Γεωργιος]

PandaX: ένας ανιχνευτής σκοτεινής ύλης στην Κίνα.

Κινέζοι φυσικοί ελπίζουν πως η απάντηση σε ένα από τα μεγαλύτερα κοσμικά μυστήρια θα βρεθεί στην «καρδιά» ενός βουνού στην επαρχία Σετσουάν, σε βάθος 2.400 μέτρων από την κορυφή του.

Εκεί, στο βαθύτερο ερευνητικό εργαστήριο στον πλανήτη, θα ξεκινήσει σε λίγες ημέρες το PandaX, ένα πείραμα που θα ελέγξει την επικρατέστερη θεωρία για την εξήγηση της σκοτεινής ύλης, η οποία κατακλύζει το σύμπαν χωρίς οι επιστήμονες να έχουν διαπιστώσει τη φύση της. Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης χρονολογείται από τη δεκαετία του 1930, όταν οι επιστήμονες διαπίστωσαν πως η βαρυτική αλληλεπίδραση της συμβατικής ύλης δεν μπορεί να εξηγήσει την κίνηση των γαλαξιών.

Από τότε, μέσω αστρονομικών παρατηρήσεων, έχει υπολογιστεί πως η κανονική ύλη αναλογεί μόλις στο 16% της μάζας του σύμπαντος, με το υπόλοιπο 84% να αντιστοιχεί στη μυστηριώδη και «εξωτική» ύλη, η οποία ονομάζεται σκοτεινή επειδή δεν εκπέμπει ορατό φως ή άλλου είδους ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, με συνέπεια να μην είναι «ορατή» από κάποιο αστρονομικό όργανο.

Παρ’ όλο που έχουν διατυπωθεί διάφορες ιδέες για τη φύση της, η πιο αποδεκτή είναι πως αποτελείται από σωματίδια WIMP (Weakly Interacting Massive Particles, ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια με μάζα), υποθετικά σωματίδια τα οποία αλληλεπιδρούν μέσω της ασθενούς πυρηνικής δύναμης και της βαρύτητας, όχι όμως και του ηλεκτρομαγνητισμού και της ισχυρής πυρηνικής δύναμης.

Οι ιδιότητες των WIMP θυμίζουν αρκετά τα νετρίνια, με τη διαφορά ότι έχουν μεγαλύτερη μάζα και κινούνται πιο αργά, ενώ η ύπαρξή τους προβλέπεται από την υπερσυμμετρία – μια προτεινόμενη ιδιότητα του σύμπαντος, σύμφωνα με την οποία σε κάθε γνωστό στοιχειώδες σωμάτιο του Καθιερωμένου Προτύπου αντιστοιχεί και ένας υπερσυμμετρικός «σύντροφος», με διαφορετικό σπιν. Επειδή η θεωρία προβλέπει πως τα WIMP διαπερνούν την ύλη σχεδόν ανεπηρέαστα, η συντριπτική πλειονότητά τους θα φτάνει στο υπόγειο εργαστήριο χωρίς να αλληλεπιδρά με την υπερκείμενη μάζα του βουνού. Εκεί, οι επιστήμονες έχουν εγκαταστήσει μια δεξαμενή όγκου 1,2 κυβικών μέτρων, γεμάτη με το χημικό στοιχείο ξένο σε υγρή μορφή.

Ετσι, αν υπάρχουν τα σωμάτια, ορισμένα από αυτά θα συγκρούονται με άτομα ξένου, με συνέπεια να διεγείρονται τα άτομα και να εκπέμπουν ηλεκτρόνια και φωτόνια, τα οποία θα καταγράφουν ειδικοί ανιχνευτές.

Από αυτές τις δύο εκπομπές, οι επιστήμονες θα μπορούν να υπολογίσουν τα σημεία των συγκρούσεων και τις ταχύτητες που απέκτησαν τα άτομα, δύο δεδομένα με βάση τα οποία θα μπορούν να εξακριβώσουν αν η διέγερση του υλικού της δεξαμενής προήλθε όντως από την αλληλεπίδραση με σωμάτια WIMP ή με ραδιενέργεια του περιβάλλοντος και την κοσμική ακτινοβολία.

Δύο παράγοντες που έχουν προσπαθήσει να αποκλείσουν με την επιλογή του συγκεκριμένου σημείου για το πείραμα, καθώς το υπερκείμενο βουνό θα φιλτράρει την κοσμική ακτινοβολία, ενώ η περιεκτικότητά του σε ραδιενεργά ορυκτά είναι πολύ μικρή, αφού αποτελείται κυρίως από μάρμαρο.

Η ιδιαιτερότητα που έχει η εν λόγω τοποθεσία, μαζί με τη γεωμετρία του μηχανήματος και τα υλικά κατασκευής τους, είναι πλεονεκτήματα που κάνουν τους Κινέζους ερευνητές να ελπίζουν πως θα βρουν την άκρη του νήματος της «σκοτεινής ύλης».

http://physicsgg.me/2014/02/08/pandax-%ce%ad%ce%bd%ce%b1%cf%82-%ce%b1%ce%bd%ce%b9%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%84%ce%ae%cf%82-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae%cf%82-%cf%8d%ce%bb%ce%b7%cf%82-%cf%83%cf%84%ce%b7%ce%bd/

[Δροσος Γεωργιος]

Ενδείξεις ανίχνευσης σκοτεινής ύλης.

Συνήθως όταν αναφερόμαστε στη σκοτεινή ύλη ένα πέπλο μυστηρίου καλύπτει τα διάφορα εξωτικά (και άγνωστα) σωματίδια που την αποτελούν. Tα σωματίδια αυτά αναφέρονται με το περίεργο όνομα WIMPs (Weakly Interactive Massive Particles – Ασθενώς Αλληλεπιδρώντα Σωματίδια με Μάζα).

Όμως μεταξύ των γνωστών σωματιδίων υπάρχει ένα σωματίδιο που θα μπορούσε να πει κανείς ότι γεννήθηκε για να συνεισφέρει στη σκοτεινή ύλη. Αυτό είναι το νετρίνο.

Ως υποψήφιο σωματίδιο σκοτεινής ύλης το νετρίνο έχει τα εξής πλεονεκτήματα:

(α) γνωρίζουμε ότι υπάρχει (β) αλληλεπιδρά ασθενώς με την ύλη και (γ) υπάρχει σε μεγάλη αφθονία στο σύμπαν.

Δυστυχώς, όμως τα τρία γνωστά νετρίνα από το καθιερωμένο πρότυπο αποτελούν ένα μικρό ποσοστό της ύλης του σύμπαντος, διότι σε διαφορετική περίπτωση οι δομές μεγάλης κλίμακας του σύμπαντος θα εξελίσσονταν με έναν τρόπο που δεν θα συμφωνούσε με τις παρατηρήσεις μας.

Όμως τα πράγματα θα άλλαζαν ραγδαία, αν υπήρχαν νετρίνα πέραν του καθιερωμένου προτύπου, που δεν αλληλεπιδρούν με τα μποζόνια W και Ζ, τα λεγόμενα στείρα (sterile) νετρίνα.

http://en.wikipedia.org/wiki/Sterile_neutrino

Ένα τέτοιο νετρίνο είναι καλός υποψήφιος για σκοτεινή ύλη αν η μάζα του είναι κάποια KeV και διαθέτει τον κατάλληλο χρόνο ζωής.

Σύμφωνα με τη θεωρία ένα στείρο νετρίνο όταν διασπάται παράγει ένα φωτόνιο συγκεκριμένης ενέργειας. Αυτό οφείλεται στην μείξη του με τα γνωστά νετρίνα του καθιερωμένου προτύπου. Το ενδιαφέρον σημείο στην θεωρία που περιγράφει την ανάμιξη και τις ταλαντώσεις αυτών των νετρίνων είναι ότι όταν το στείρο νετρίνο είναι αρκετά ελαφρό και η ανάμειξη είναι αρκετά μικρή τότε αυτό θα ήταν ένας καλός υποψήφιος σκοτεινής ύλης. Επιπλέον, θα μπορούσε σε μια από τις πιθανές του διασπάσεις να προκύπτει ανιχνεύσιμο φωτόνιο.

Μάλιστα, το απλούστερο μοντέλο σκοτεινής ύλης με στείρα νετρίνα βαρύτερα από 50 keV θα μπορούσε να παράξει μια τόσο μεγάλη ροή φωτονίων που απορρίπτεται. Έτσι το επιτρεπτό εύρος μάζας των νετρίνων είναι μεταξύ 1 έως 50 keV. Τα εκπεμπόμενα μονοχρωματικά φωτόνια θα μπορούσαν να παρατηρηθούν από διαστημικά τηλεσκόπια ακτίνων Χ όπως XMM-Newton, Chandra και Suzaku.

Και πράγματι πριν από μερικές ημέρες εμφανίστηκε μια μελέτη σύμφωνα με την οποία ανιχνεύθηκαν τέτοιου είδους φωτόνια από το τηλεσκόπιο XMM-Newton, τα οποία θα μπορούσαν να προέρχονται από νετρίνα της σκοτεινής ύλης.

Στην εργασία των ερευνητών Esra Bulbul et al με τίτλο “Detection of An Unidentified Emission Line in the Stacked X-ray spectrum of Galaxy Clusters” πραγματοποιήθηκε η ανάλυση των φασμάτων ακτίνων Χ που εκπέμπονται από γαλαξιακά σμήνη. Η ανάλυσή τους αποκαλύπτει την παρουσία μιας μονοχρωματικής γραμμής φωτονίων ενέργειας 3,6 keV.

Kαι με τη σειρά της αυτή η ασθενής μονοχρωματική γραμμή των ανιχνευθέντων φωτονίων, θα μπορούσε να ερμηνευθεί ως ένδειξη της ύπαρξης υποψήφιου σωματιδίου για σκοτεινή ύλη, ενός νετρίνο ενέργειας 7 keV.

Σύμφωνα με τους ερευνητές αυτή η ένδειξη του ασθενούς σήματος στα 3.56 keV και οι αβεβαιότητες που εμπεριέχει απαιτεί επιβεβαίωση και από τα τηλεσκόπια ακτίνων Χ Chandra και Suzaku.

(νεώτερη ενημέρωση)

…. και μια δεύτερη ανάλυση των δεδομένων από τους ερευνητές Boyarsky et al δείχνει επίσης ένα ασθενές σήμα φωτονίων περίπου 3,5 keV:

http://physicsgg.me/2014/02/18/%ce%b5%ce%bd%ce%b4%ce%b5%ce%af%ce%be%ce%b5%ce%b9%cf%82-%ce%b1%ce%bd%ce%af%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%83%ce%b7%cf%82-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae%cf%82-%cf%8d%ce%bb%ce%b7%cf%82/

[Δροσος Γεωργιος]

Λάμψεις ακτίνων Χ ίσως προέρχονται από τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη.

Ακτίνες Χ που προέρχονται από μακρινά σμήνη γαλαξιών δεν αποκλείεται να προέρχονται από σωματίδια της λεγόμενης σκοτεινής ύλης, ενός υλικού άγνωστης σύστασης που γεμίζει το Σύμπαν χωρίς ποτέ να γίνεται ορατό.

Η σκοτεινή ύλη, η οποία εκτιμάται ότι είναι τέσσερις φορές περισσότερη στο Σύμπαν από ό,τι η κανονική ύλη, δεν μπορεί να γίνει άμεσα ορατή, καθώς δεν απορροφά και δεν εκπέμπει ακτινοβολία.

Η ύπαρξή της έγινε αντιληπτή όταν οι κοσμολόγοι συνειδητοποίησαν ότι η βαρύτητα της ορατής ύλης δεν είναι αρκετή για να εξηγήσει την κίνηση των γαλαξιών, και επομένως πρέπει να υπάρχει κάποια κρυμμένη μάζα.

Η ενέργεια των ακτίνων Χ, αναφέρουν δύο ερευνητικές ομάδες, βρίσκεται σε συμφωνία με μια θεωρία σύμφωνα με την οποία η σκοτεινή ύλη αποτελείται από «στείρα νετρίνα».

Οι φυσικοί έχουν ανακαλύψει ως σήμερα τριών ειδών νετρίνα, σωματίδια που σπάνια αλληλεπιδρούν με την ύλη και είναι εξαιρετικά δύσκολο να ανιχνευθούν. Τα τρία γνωστά νετρίνα έχουν μάζα υπερβολικά μικρή για να εξηγήσουν τις μεγάλες ποσότητες σκοτεινής ύλης σε όλο το Σύμπαν, οπότε οι θεωρητικοί φυσικοί πρότειναν την ύπαρξη ενός τέταρτου, του βαρύτερου στείρου νετρίνου.

Το σωματίδιο αυτό θα ήταν πρακτικά αδύνατο να γίνει άμεσα αντιληπτό, οπότε οι ερευνητές ακολούθησαν μια έμμεση μέθοδο: αναζήτησαν τις ακτίνες Χ που θα πρέπει να παράγονται όταν ένα στείρο νετρίνο διασπάται στο Διάστημα.

Ερευνητές του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν στη Μασαχουσέτη ανέλυσαν προηγούμενες μετρήσεις δύο διαστημικών τηλεσκοπίων ακτίνων Χ, του ευρωπαϊκού XMM-Newton και του αμερικανικού Chandra. Τα δεδομένα αφορούσαν 73 σμήνη γαλαξιών, τα οποία περιέχουν μεγάλες ποσότητες σκοτεινής ύλης.

Μια δεύτερη ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Λάιντεν στην Ολλανδία ανέλυσε αντίστοιχα δεδομένα για το σμήνος γαλαξιών του Περσέα και το γειτονικό γαλαξία της Ανδρομέδας.

Και οι δύο ομάδες αναφέρουν ότι κατέγραψαν εκπομπές ακτίνων Χ με ενέργεια γύρω στα 3,5 χιλιάδες eV (ηλεκτρονιοβόλτ). Οι ερευνητές βεβαιώθηκαν ότι το σήμα δεν προερχόταν από το θόρυβο των τηλεσκοπίων και αναφέρουν ότι η μόνη εξήγηση που μπορούν να σκεφτούν είναι ότι οι ακτίνες Χ προέρχονται από τη διάσπαση στείρων νετρονίων με μάζα γύρω στα 7 keV.

«Είναι ενδιαφέρον. Βρίσκεται σε συμφωνία με ό,τι θα περιμέναμε από τη σκοτεινή ύλη» σχολιάζει στο περιοδικό New Scientist ο Κέβορκ Αμπαζαγιάν του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Άιρβινγκ, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Παραμένει ωστόσο ασαφές το κατά πόσο ένα στείρο νετρόνιο με μάζα 7 keV θα αρκούσε για να εξηγήσει το μυστήριο -προηγούμενες μελέτες ότι η μάζα του σωματιδίου θα έπρεπε να είναι μεγαλύτερη, γύρω στα 10 keV.

Μια πιο σαφής εικόνα θα μπορούσε να προκύψει από την αναζήτηση ακτίνων Χ της κατάλληλης ενέργειας σε περισσότερα σμήνη γαλαξιών.

Οι δύο μελέτες δεν έχουν υποβληθεί ακόμα για έλεγχο και δημοσίευση, είναι όμως διαθέσιμες στην υπηρεσία προδημοσίευσης arXiv εδώ και εδώ.

http://arxiv.org/abs/1402.2301

http://arxiv.org/abs/1402.4119v1

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231299055

[Δροσος Γεωργιος]

Η σκοτεινή ύλη «εξαφάνισε» τους δεινόσαυρους ;

Είναι γνωστό ότι η πτώση ενός τεράστιου μετεωρίτη πριν από εκατομμύρια χρόνια προκάλεσε στη Γη τεράστια οικολογική καταστροφή, εξαφανίζοντας απότομα τους δεινοσαύρους αλλά και πολλά άλλα είδη της χλωρίδας και της πανίδας του πλανήτη.

Υπάρχουν ενδείξεις ότι τέτοιου είδους γεγονότα (κομήτες, μεγάλοι μετεωρίτες) δεν εμφανίζονται με τυχαίο τρόπο, αλλά συμβαίνουν με μια περιοδικότητα (≈ 35 εκατομμύρια χρόνια).

Μια ερμηνεία αυτής της περιοδικότητας προτάθηκε από τον Richard Muller. Πρόκειται για την υπόθεση της ύπαρξης ενός φαιού νάνου – Νέμεσις το όνομά αυτού – που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο σε απόσταση περίπου 95000 αστρονομικές μονάδες. Η βαρύτητα αυτού του αστρικού αντικειμένου ευθύνεται για την περιοδική διαταραχή του νέφους Όορτ – μια σφαιρική περιοχή εξωτερικά του ηλιακού μας συστήματος που θεωρείται η πηγή όλων των κομητών.

http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9D%CE%AD%CF%86%CE%BF%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%8C%CE%BF%CF%81%CF%84

Όμως μέχρι σήμερα δεν έχει ανιχνευθεί τέτοιος συνοδός του ήλιου.

Έτσι, η γνωστή θεωρητικός φυσικός Lisa Randall

http://en.wikipedia.org/wiki/Lisa_Randall

σε συνεργασία με τον Matthew Reece δημοσίευσαν μια εργασία με τίτλο «Dark Matter as a Trigger for Periodic Comet Impacts» στην οποία υποστηρίζουν ότι η σκοτεινή ύλη είναι υπεύθυνη γι αυτή την περιοδικότητα των κομητών.

Στην δημοσίευσή τους, οι Randall και Reece, παίρνουν υπόψη τους την περιστροφή του ήλιου γύρω από το κέντρο του γαλαξία μας (διαβάστε σχετικά: Ο γύρος του Γαλαξία χωρίς ωτοστόπ ή ποια είναι η ηλικία του Ήλιου σε γαλαξιακά έτη

http://physicsgg.me/2011/10/27/%CE%BF-%CE%B3%CF%8D%CF%81%CE%BF%CF%82-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CE%B3%CE%B1%CE%BB%CE%B1%CE%BE%CE%AF%CE%B1-%CF%87%CF%89%CF%81%CE%AF%CF%82-%CF%89%CF%84%CE%BF%CF%83%CF%84%CF%8C%CF%80/

και προτείνουν ως αίτιο της περιοδικής βαρυτικής διαταραχής του νέφους Όορτ την κατανομή της σκοτεινής ύλης που περιέχεται στον γαλαξία.

Η σκοτεινή ύλη ευθύνεται για την κίνηση αυτή μέσω της οποίας ερμηνεύεται το γεγονός της πτώσης μεγάλων μετεωριτών στη Γη σε τακτά χρονικά διαστήματα, περίπου κάθε 35 εκατομμύρια χρόνια.

Οι λεπτομέρειες της ανάλυσης περιέχονται ΕΔΩ

http://arxiv.org/pdf/1403.0576v1.pdf

και αν το σενάριο αυτό επαληθευθεί, τότε πράγματι θα μπορούμε να λέμε ότι οι εξαφάνιση των δεινοσαύρων οφείλεται στην σκοτεινή ύλη …

http://physicsgg.me/2014/03/05/%ce%b7-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%8d%ce%bb%ce%b7-%ce%b5%ce%be%ce%b1%cf%86%ce%ac%ce%bd%ce%b9%cf%83%ce%b5-%cf%84%ce%bf%cf%85%cf%82-%ce%b4%ce%b5%ce%b9%ce%bd%cf%8c/

[trex]

Πιθανές ενδείξεις για το σωματίδιο σκοτεινής ύλης παρουσίασαν στο συνέδριο φυσικής UCLA

 

Ψάχνοντας για τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη: Η μυστηριώδης σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 26% της μάζας του σύμπαντος. Σε ένα μεγάλο συνέδριο του UCLA (Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Λος Άντζελες) που παρακολούθησαν 190 επιστήμονες, οι φυσικοί παρουσίασαν αρκετές αναλύσεις που οι συμμετέχοντες ερμήνευσαν ως την ύπαρξη ενός σωματιδίου σκοτεινής ύλης.

 

Σύνοψη: Η σκοτεινή ύλη, η μυστηριώδης ουσία που εκτιμάται ότι ανέρχεται περίπου πάνω από το ένα τέταρτο της μάζας του σύμπαντος, είναι ζωτικής σημασίας για τον σχηματισμό των γαλαξιών, των άστρων, ακόμη και της ζωής, αλλά μέχρι στιγμής έχει ξεφύγει από την άμεση παρατήρηση.

Σε ένα πρόσφατο συνέδριο του UCLA* που παρακολούθησαν 190 επιστήμονες από όλο τον κόσμο, οι φυσικοί παρουσίασαν αρκετές αναλύσεις που οι συμμετέχοντες ερμηνεύουν ως η ύπαρξη ενός σωματιδίου σκοτεινής ύλης.

 

Η πιθανή μάζα είναι περίπου 30 δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ, δήλωσε ο διοργανωτής του συνεδρίου, ο David Cline, καθηγητής φυσικής στο UCLA Κολέγιο Επιστολών και Επιστημών και ένας από τους ειδικούς στον κόσμο για την σκοτεινή ύλη.

 

Οι φυσικοί στις 26 - 28 Φεβρουαρίου στην εκδήλωση, ήταν σε συμφωνία η οποία «φαίνεται να υπάρχει μια υπερβολή των διαθέσιμων δεδομένων που θα μπορούσε να οφείλεται στην σκοτεινή ύλη,» είπε ο Cline.

 

"Σε αυτό το συνέδριο, ήταν προφανές ότι ο ενθουσιασμός χτίζεται στους τομείς της θεωρίας για την σκοτεινή ύλη και, κυρίως, την ανίχνευση," δήλωσε ο Cline, ο οποίος σημείωσε ότι υπάρχουν διάφοροι τρόποι που μπορεί να παρατηρηθεί η σκοτεινή ύλη και ότι όλα συζητήθηκαν κατά τη συνάντηση στο UCLA .

 

"Επειδή η σκοτεινή ύλη αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας των γαλαξιών και είναι θεμελιώδης για το σχηματισμό των γαλαξιών και των άστρων, είναι απαραίτητη για την προέλευση της ζωής στο σύμπαν και στη Γη", δήλωσε ο Cline.

 

Τα πρώτα στοιχεία για τη σκοτεινή ύλη ανακαλύφθηκαν το 1933 χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Mount Wilson (Αστεροσκοπείο του όρους Γουίλσον) έξω από το Λος Άντζελες.

Πιο πρόσφατα, διάφορα θεωρητικά μοντέλα και βελτιώσεις ανίχνευσης έχουν καταστήσει δυνατή την αναζήτηση για τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης σε εξαιρετικά ευαίσθητα επίπεδα - μερικές από τις πιο ευαίσθητες μετρήσεις που πραγματοποιούνται από οποιουδήποτε επιστήμονες στον κόσμο.

 

http://to-new-sas.blogspot.gr/2014/03/ucla.html

[trex]

Υποψίες σκοτεινής ύλης στα δεδομένα του τηλεσκοπίου Fermi

 

Μία νέα ανάλυση ακτινών γ με προέλευση το κέντρο του Γαλαξία αποτελεί την ισχυρότερη ένδειξη μέχρι σήμερασήμερα για την εκπομπή ακτινοβολίας που σχετίζεται με τη σκοτεινή ύλη.

 

Τη νέα έρευνα πραγματοποίησε ομάδα επιστημόνων από το Κέντρο Αστρονομίας του πανεπιστημίου Χάρβαρντ (CfA), το πανεπιστήμιο ΜΙΤ, το εργαστήριο Fermilab και το πανεπιστήμιο του Σικάγο, οι οποίοι ανέλυσαν τα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi της NASA.

 

Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε νέους χάρτες που απεικονίζουν την εκπομπή ακτινών γ στο Γαλαξία και έδειξαν πως το γαλαξιακό κέντρο παράγει περισσότερη ακτινοβολία από αυτή που μπορεί να εξηγηθεί από τα γνωστά φαινόμενα, είναι όμως συμβατή με ορισμένες θεωρίες για τη σκοτεινή ύλη.

 

«Οι νέοι χάρτες μας επιτρέπουν να αναλύσουμε την περίσσεια ακτινοβολίας και να δοκιμάσουμε εάν είναι δυνατόν να εξηγηθεί με συμβατικούς τρόπους, όπως με την παρουσία πάλσαρ και άλλων αντικειμένων που δεν έχουμε ακόμη ανακαλύψει», δήλωσε ο Νταν Χούπερ, αστροφυσικός του εργαστηρίου Fermilab.

 

«Το σήμα που πήραμε ωστόσο δεν μπορεί αυτή τη στιγμή να εξηγηθεί με κάποιον συμβατικό τρόπο και βρίσκεται σε συμφωνία με προβλέψεις από πολύ απλά μοντέλα σκοτεινής ύλης», κατέληξε.

 

Το γαλαξιακό κέντρο περιέχει πολλές πηγές ακτινών γ, μία μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με πολύ υψηλή ενέργεια. Τέτοιες πηγές μπορεί να είναι υπολείμματα από σουπερνόβα, δυαδικά αστρικά συστήματα ή σωματίδια που συγκρούονται με νέφη αερίων.

 

Στο κέντρο του Γαλαξία όμως αναμένεται να υπάρχει και μεγάλη πυκνότητα σκοτεινής ύλης, η οποία με τη βαρυτική της έλξη στη συνήθη ύλη δημιουργεί τις βάσεις για τη συγκρότηση δομών όπως οι γαλαξίες.

 

Η φύση της σκοτεινής ύλης δεν είναι γνωστή καθώς δεν αλληλεπιδρά με κανέναν άλλο τρόπο με τον υπόλοιπο κόσμο παρά μόνο μέσω της βαρύτητας. Από τις επικρατέστερες θεωρίες για τη σκοτεινή ύλη, είναι τα Ασθενώς Αλληλεπιδρώντα Σωματίδια με Μάζα (WIMPs).

 

Σύμφωνα με μερικά μοντέλα, τα WIMPs εξαϋλώνονται όταν συγκρούονται, παράγοντας ακτίνες γ με ενέργεια εντός των ορίων που θα μπορούσε να ανιχνεύσει το τηλεσκόπιο Fermi.

 

H ομάδα των αστροφυσικών υπολόγισε πως εξαϋλώσεις σκοτεινών σωματιδίων με μάζα της τάξης των 31-40 GeV θα μπορούσε να εξηγήσουν απόλυτα την αυξημένη ποσότητα ακτινοβολίας στα δεδομένα του Fermi.

 

Για να μπορέσουν να πιστοποιήσουν την πιθανή ανακάλυψή τους, οι ερευνητές ευελπιστούν πως τα συμπεράσματά τους θα αναπαραχθούν σε κάποιο από τα πειράματα που λαμβάνουν χώρα στη Γη, είτε στον επιταχυντή LHC είτε σε άλλους ανιχνευτές.

 

http://physicsgg.me/2014/04/04/%CF%85%CF%80%CE%BF%CF%88%CE%AF%CE%B5%CF%82-%CF%83%CE%BA%CE%BF%CF%84%CE%B5%CE%B9%CE%BD%CE%AE%CF%82-%CF%8D%CE%BB%CE%B7%CF%82-%CF%83%CF%84%CE%B1-%CE%B4%CE%B5%CE%B4%CE%BF%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B1-%CF%84/

[Δροσος Γεωργιος]

Ψάχνοντας για σκοτεινά φωτόνια με το πείραμα HADES.

Σε μία πρόσφατη επιστημονική μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Physics Letters B,

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269314001336

παρουσιάζονται τα τελευταία δεδομένα από το πείραμα HADES που μελετά την πιθανή φύση της σκοτεινής ύλης και στο οποίο συμμετέχουν 18 ευρωπαϊκά ερευνητικά ιδρύματα.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα υποτιθέμενα σωματίδια U ή αλλιώς τα σκοτεινά φωτόνια δεν συγκεντρώνουν πολλές πιθανότητες για να αποτελέσουν τους βασικούς φορείς της σκοτεινής ύλης.

Η γνώση που έχουμε σήμερα για τη σύνθεση του Σύμπαντος είναι πως μόνο το 5% αποτελείται από τη συνηθισμένη ύλη και ενέργεια που παρατηρούμε γύρω μας και περιγράφεται μέσω του Καθιερωμένου Προτύπου, της επικρατούσας θεωρίας μας για τη φύση. Το υπόλοιπο 20% αντιστοιχεί στη σκοτεινή ύλη, μία άγνωστη μορφή ύλης της οποίας την ύπαρξη εικάζουμε εξαιτίας της βαρυτικής επίδρασης που ασκεί στη γνωστή ύλη, ενώ το υπόλοιπο 75% αποτελεί η σκοτεινή ενέργεια, η μυστηριώδης δύναμη που προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.

Η φύση του σκοτεινού 95% του Σύμπαντος αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα σύγχρονα επιστημονικά μυστήρια με πλήθος από πειράματα να λαμβάνουν χώρα, τόσο στη Γη όσο και στο διάστημα, με σκοπό την ανακάλυψη των «σκοτεινών» σωματιδίων και την επέκταση της φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο.

Ένα από τα πειράματα αυτά είναι και το HADES (High-Acceptance Di-Electron Spectrometer), μία συνεργασία εκατοντάδων φυσικών από την Ευρώπη που στεγάζεται στο κέντρο Helmholtz στο Ντάρμστατ της Γερμανίας.

To HADES αποτελεί ένα σύστημα ανιχνευτών που ερευνούν για σήματα από τη δημιουργία φωτονίων καθώς συμπιέζονται ζεύγη από αντισωματίδια. Τα τελευταία χρόνια έχει αναλύσει δεκάδες δισεκατομμύρια τέτοια συμβάντα, ερευνώντας μεταξύ άλλων και για ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται μποζόνιο U.

Το συγκεκριμένο σωματίδιο έχει παρόμοιες ιδιότητες με το φωτόνιο με τη διαφορά όμως πως έχει και μία μικρή μάζα. Η μάζα αυτή είναι και ο λόγος που το κάνει να φαίνεται σκοτεινό, καθώς καθιστά πολύ αμυδρή την αλληλεπίδρασή του με την ύλη.

Το σκοτεινό φωτόνιο μπορεί να διασπαστεί σε ένα ζεύγος από αντισωματίδια, όπως και τα φωτόνια και είναι αυτή ακριβώς η αντίδραση που προσπαθούν να ανακαλύψουν στο HADES.

Μέχρι σήμερα όμως, κάθε τέτοια προσπάθεια έχει αποτύχει υποδεικνύοντας άλλες κατευθύνσεις για την πιθανή φύση της σκοτεινής ύλης.

Η συγκεκριμένη διαπίστωση έχει αντίκτυπο και σε άλλους ερευνητικούς τομείς, καθώς για παράδειγμα η παρουσία μποζονίων U έλυνε ένα πρόβλημα που αφορούσε στις μαγνητικές ροπές των μιονίων, οι οποίες δεν εξηγούνται επαρκώς από το Καθιερωμένο Πρότυπο, παρουσιάζοντας έτσι νέες προκλήσεις στην υφιστάμενη θεωρία.

http://physicsgg.me/2014/05/13/%cf%88%ce%ac%cf%87%ce%bd%ce%bf%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%ce%b3%ce%b9%ce%b1-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ac-%cf%86%cf%89%cf%84%cf%8c%ce%bd%ce%b9%ce%b1/

[Δροσος Γεωργιος]

AMS: ανιχνεύθηκε σκοτεινή ύλη στον Διαστημικό Σταθμό;

Νεώτερα αποτελέσματα από το Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο (AMS), δείχνουν ότι κάτι άλλο πέρα από τη συνηθισμένη ύλη, παράγει έναν ανεξήγητο αριθμό σωματιδίων που ανιχνεύονται στην κοσμική ακτινοβολία. Πρόκειται για τα «αποτυπώματα» των προϊόντων διάσπασης – αλληλεπιδράσεων της σκοτεινής ύλης ή για σωματίδια που δημιουργούνται από κοντινά πάλσαρ;

Πλέον ξέρουμε ότι κάτι νέο συμβαίνει, αλλά δεν γνωρίζουμε ακόμα την προέλευσή του, δηλώνει ο βραβευμένος με νόμπελ Φυσικής Samuel Ting του ΜΙΤ, επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας του Άλφα Μαγνητικού Φασματομέτρου (AMS). Σε σύντομο χρονικό διάστημα, θα μπορέσουμε να επιλύσουμε το μυστήριο.

Από την εγκατάστασή του στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ο ανιχνευτής σωματιδίων AMS έχει καταγράψει 50 δισεκατομμύρια κοσμικών ακτίνων, δίνοντας πληροφορίες σχετικά με το είδος τους, την κατεύθυνση και την ενέργειά τους.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει το κλάσμα των ποζιτρονίων e+/ (e++ e-) – ο αριθμός των ανιχνευόμενων ποζιτρονίων ως προς το άθροισμα ηλεκτρόνια + ποζιτρόνια. (Υπενθυμίζεται ότι τα ποζιτρόνια ή αντι-ηλεκτρόνια, είναι τα αντίστοιχα σωματίδια αντιύλης των ηλεκτρονίων).

Πριν από έναν χρόνο η ομάδα του AMS ανέφερε αύξηση των ποζιτρονίων που ανιχνεύονται, η προέλευση των οποίων ίσως να οφείλεται σε συγκρούσεις σωματιδίων της σκοτεινής ύλης.

Η παρατηρούμενη αύξηση στο κλάσμα ποζιτρονίων, καθώς επίσης και το σημείο στο οποίο θα αρχίσει η μείωσή του εξαρτάται από τη μάζα της σκοτεινής ύλης.

Τα νέα στοιχεία δείχνουν ότι ο λόγος των ποζιτρονίων προς συνολικό άθροισμα ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων, έχει αλλάξει συμπεριφορά, και η αύξηση της τιμής του κλάσματος συναρτήσει της ενέργειας δείχνει να γίνεται ανεξάρτητο της ενέργειας.

Σύμφωνα με τον Ting η αύξηση αυτή δεν προέρχεται από τις συνήθεις αλληλεπιδράσεις των κοσμικών ακτίνων.

Ο Ting υπενθυμίζει επίσης ότι μετρήθηκε και η ροή των ποζιτρονίων με την μεγαλύτερη ακρίβεια μέχρι σήμερα. Η ροή αυξάνει έως τα 10 GeV, σταθεροποιείται μέχρι τα 35 GeV και στην συνέχεια αυξάνεται και πάλι.

Όλα τα παραπάνω δείχνουν ότι η προέλευση των ποζιτρονίων στο σύμπαν είναι αρκετά μυστηριώδης, αλλά είναι πάρα πολύ νωρίς για να πούμε ότι προέρχονται με βεβαιότητα από την σκοτεινή ύλη.

Σχετικά με το κλάσμα ποζιτρονίων.

Εξαιτίας της μικρής μάζας τους, τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια κοσμικής προέλευσης, στη διαδρομή από την πηγή τους μέχρι τον ανιχνευτή AMS, χάνουν ενέργεια εξαιτίας της αντίστροφης σκέδασης Compton με τα φωτόνια της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου και από την ακτινοβολία σύγχροτρον λόγω του μαγνητικού πεδίου του γαλαξία. Ο ρυθμός απώλειας της ενέργειάς τους αυξάνεται ανάλογα με το τετράγωνο της ενέργειας των ηλεκτρονίων, οπότε το φάσμα της ενέργειας των ανιχνευόμενων ηλεκτρονίων μειώνεται συναρτήσει της ενέργειας ως Ε -α και πιο απότομα ως Ε -(α+1) στις μεγαλύτερες ενέργειες (Ε>10 GeV). Για σωματίδια προερχόμενα από τα υπολείμματα βίαιης έκρηξης σουπερνόβα η τιμή της παραμέτρου α αναμένεται να είναι μεγαλύτερη από 2.

Για τα δευτερογενή ηλεκτρόνια/ποζιτρόνια, το φάσμα της πηγής θα ακολουθεί το ενεργειακό φάσμα των πρωτονίων της κοσμικής ακτινοβολίας,

προσεγγιστικά ≈Ε -2,7 και στη συνέχεια αυτός ο εκθετικός νόμος θα γίνει πιο απότομος εξαιτίας των απωλειών μέχρι να φτάσουν στον ανιχνευτή ως ένα παρατηρούμενο φάσμα ≈E -(2,7+1,0).

Ως εκ τούτου αν όλα τα ποζιτρόνια των κοσμικών ακτίνων είναι αποκλειστικά διαστρικής προέλευσης, αλλά μια σημαντική ποσότητα ηλεκτρονίων προέρχεται από πρωτογενείς πηγές, τότε το κλάσμα ποζιτρονίων e+/ (e++ e-) θα πρέπει να μειώνεται συνεχώς και ομαλά συναρτήσει της ενέργειας.

Πειραματικά ο διαχωρισμός ποζιτρονίων και ηλεκτρονίων πρέπει να πραγματοποιηθεί μέσω εκτροπής των σωματιδίων μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο, και η ταυτοποίηση των ποζιτρονίων γίνεται δύσκολη εξαιτίας του υποβάθρου των πρωτονίων τα οποία ξεπερνούν σε ένταση τα ποζιτρόνια κατά 4 ή 5 τάξεις μεγέθους. Οι πρώτες μετρήσεις ποζιτρονίων που πραγματοποιήθηκαν με ένα μαγνητικό φασματόμετρο τοποθετημένο σε αερόστατο επιβεβαίωναν το γεγονός ότι η τιμή του κλάσματος των ποζιτρονίων μειώνεται σε ενέργειες μεγαλύτερες από 10 GeV.

Όμως η κατάσταση έγινε πιο περίπλοκη όταν έγιναν περισσότερες μετρήσεις σε υψηλότερες ενέργειες. Ένα πείραμα που χρησιμοποιούσε το μαγνητικό πεδίο της γης για τον διαχωρισμό των φορτισμένων σωματιδίων, έδειξε μια αναπάντεχα μεγάλη τιμή στο κλάσμα των ποζιτρονίων στην περιοχή των 20 GeV.

Οι μετρήσεις άλλων πειραμάτων, όπως και οι αρχικές μετρήσεις του AMS έδειχναν πως το κλάσμα ποζιτρονίων στις υψηλές ενέργειες δεν μπορεί να εξηγηθεί αποκλειστικά και μόνο με την υπόθεση της διαστρικής προέλευσης των ποζιτρονίων, και ίσως να απαιτείται νέα φυσική θεώρηση.

Πρόκειται για την πολυπόθητη ένδειξη προϊόντων διάσπασης σωματιδίων της σκοτεινής ύλης ή πρόκειται για φαινόμενα παραγωγής σωματιδίων από ένα κοντινό παλσαρ ή την έκρηξη ενός άστρου Wolf-Rayet; Ή πρόκειται για πειραματικό λάθος εξαιτίας των «ανατριχιαστικών» προβλημάτων υποβάθρου;

Διαβάστε περισσότερα:

news.discovery.com

http://news.discovery.com/space/dark-matter-mystery-deepens-140617.htm?AID=11732244&PID=4003003&SID=177p8mx4kdt42&URL=http%3A%2F%2Fnews.discovery.com%2Fspace%2Fdark-matter-mystery-deepens-140617.htm&ecid=AFF-7975437&pa=affcj&PCID=2470763

ams.nasa.gov -

http://ams.nasa.gov/AmsScientificPublications.html

www1b.physik.rwth-aachen.de

http://www1b.physik.rwth-aachen.de/~pebs/?PEBS_physics:Positron_fraction

 

http://physicsgg.me/2014/06/21/ams-%ce%b1%ce%bd%ce%b9%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%8d%ce%b8%ce%b7%ce%ba%ce%b5-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%8d%ce%bb%ce%b7-%cf%83%cf%84%ce%bf%ce%bd-%ce%b4%ce%b9%ce%b1%cf%83%cf%84/

[Δροσος Γεωργιος]

Αινιγματικές ακτίνες-X δείχνουν τη σκοτεινή ύλη.

Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν τα παρατηρητήρια υψηλής ενέργειας της ESA και της NASA ανακάλυψαν ένα δελεαστικό στοιχείο που παραπέμπει σε ένα δυσδιάκριτο συστατικό του Σύμπαντος μας: τη σκοτεινή ύλη.

Αν και θεωρείτο αόρατη, δεν εκπέμπει ούτε απορροφά το φως, η σκοτεινή ύλη μπορεί να ανιχνευθεί μέσω της βαρυτικής επιρροής της στις κινήσεις και την εμφάνιση άλλων αντικειμένων στο Σύμπαν, όπως αστέρια ή γαλαξίες.

Με βάση αυτή την έμμεση απόδειξη, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη είναι το κυρίαρχο είδος της ύλης στο Σύμπαν - όμως παραμένει ασαφές.

Σήμερα μπορεί να βρέθηκε μια ένδειξη μέσα από τη μελέτη των σμηνών των γαλαξιών, των μεγαλύτερων κοσμικών συγκεντρώσεων της ύλης που συνδέονται μεταξύ τους με τη βαρύτητα.

Τα σμήνη των γαλαξιών δεν περιέχουν μόνο εκατοντάδες γαλαξίες, αλλά και μια τεράστια ποσότητα ζεστού αερίου που γεμίζει το διάστημα μεταξύ τους.

Ωστόσο, η μέτρηση της βαρυτικής επίδρασης αυτών των συσπειρώσεων δείχνει ότι οι γαλαξίες και το φυσικό αέριο αποτελούν μόνο το ένα πέμπτο της συνολικής μάζας - το υπόλοιπο πιστεύεται ότι είναι η σκοτεινή ύλη.

Το αέριο είναι κατά κύριο λόγο υδρογόνο και, σε πάνω από 10 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, είναι αρκετά θερμό ώστε να εκπέμπει ακτίνες-Χ. Ίχνη άλλων στοιχείων συνεισφέρουν επιπλέον «γραμμές» ακτίνων-X σε συγκεκριμένα μήκη κύματος.

Εξετάζοντας τις παρατηρήσεις των διαστημικών τηλεσκοπίων XMM-Newton της ESA και Chandra της NASA, από αυτές τις χαρακτηριστικές γραμμές σε 73 σμήνη γαλαξιών, οι αστρονόμοι έπεσαν πάνω σε μια ενδιαφέρουσα αχνή γραμμή σε ένα μήκος κύματος που κανένας δεν είχε δει ποτέ πριν.

Αν αυτό το παράξενο σήμα είχε προκληθεί από ένα γνωστό στοιχείο που υπάρχει στο αέριο θα έπρεπε να είχε αφήσει άλλα σήματα στο φως των ακτίνων X σε άλλα γνωστά μήκη κύματος, αλλά κανένα από αυτά δεν καταγράφηκε," λέει η Δρ Esra Bulbul από το Κέντρο Σμιθσόνιαν του Χάρβαρντ για την Αστροφυσική στο Cambridge, Μασαχουσέτη, ΗΠΑ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που συζητά τα αποτελέσματα.

"Γι 'αυτό και έπρεπε να ψάξουμε για μια εξήγηση πέρα από τη σφαίρα της γνωστής, συνηθισμένης ύλης."

Οι αστρονόμοι προτείνουν ότι η εκπομπή μπορεί να δημιουργηθεί από τη διάσπαση ενός υποατομικού σωματιδίου εξωτικού τύπου που είναι γνωστό ως «στείρο νετρίνο», το οποίο έχει προβλεφθεί αλλά δεν έχει εντοπιστεί ακόμα.

Τα συνήθη νετρίνα είναι σωματίδια πολύ μικρής μάζας που αλληλεπιδρούν σπάνια με την ύλη μέσω της λεγόμενης ασθενής πυρηνικής δύναμης, καθώς και μέσω της βαρύτητας. Τα στείρα νετρίνα πιστεύεται ότι αλληλεπιδρούν με την κοινή ύλη μέσω της βαρύτητας και μόνο, γεγονός που τα καθιστά πιθανά υποψήφια να αποτελούν σκοτεινή ύλη.

"Αν η ερμηνεία των νέων παρατηρήσεων μας είναι σωστή, τουλάχιστον ένα μέρος της σκοτεινής ύλης σε σμήνη γαλαξιών θα μπορούσε να αποτελείται από στείρα νετρίνα," λέει η Δρ Bulbul.

Τα παρατηρούμενα γαλαξιακά σμήνη βρίσκονται σε ένα ευρύ φάσμα αποστάσεων, από περισσότερα από εκατό εκατομμύρια έτη φωτός σε μερικά δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Το μυστηριώδες, ασθενές σήμα βρέθηκε συνδυάζοντας πολλαπλές παρατηρήσεις των σμηνών, καθώς και σε μια μεμονωμένη εικόνα του σμήνους του Περσέα, μια τεράστια δομή στην κοσμική γειτονιά μας.

Οι συνέπειες αυτής της ανακάλυψης μπορεί να είναι μακριά, αλλά οι ερευνητές είναι προσεκτικοί. Περαιτέρω παρατηρήσεις με το XMM-Newton, το Chandra και άλλα υψηλής ενέργειας τηλεσκόπια, περισσότερων τέτοιων σχηματισμών απαιτούνται πριν η σύνδεση με την σκοτεινή ύλη να μπορέσει να επιβεβαιωθεί.

"Η ανακάλυψη αυτών των παράξενων ακτίνων Χ ήταν δυνατή χάρη στο μεγάλο αρχείο του XMM-Newton, και στην ικανότητα του παρατηρητηρίου για τη συλλογή πολλών ακτίνων Χ σε διαφορετικά μήκη κύματος, που οδήγησε σε αυτή την προηγουμένως άγνωστη γραμμή", σχολιάζει ο Norbert Schartel, επιστήμονας του προγράμματος XMM-Newton της ESA.

"Θα ήταν εξαιρετικά συναρπαστικό να επιβεβαιωθεί ότι το XMM-Newton μας βοήθησε να βρούμε το πρώτο άμεσο σημάδι της σκοτεινής ύλης.

"Δεν είμαστε αρκετά κοντά ακόμα, αλλά σίγουρα πρόκειται να μάθουμε πολλά σχετικά με το περιεχόμενο του παράξενου Σύμπαντος μας φτάνοντας εκεί."

http://www.esa.int/ell/ESA_in_your_country/Greece/Ainigmatikhes_akthines-X_dehichnoyn_te_skoteinhe_hule

[trex]

H σκοτεινή ύλη από διαφορετική οπτική γωνία

 

H σκοτεινή ύλη θεωρείται ότι συνίσταται από σωματίδια που αλληλεπιδρούν διαμέσου της ασθενούς και της βαρυτικής δύναμης. Το γεγονός ότι δεν αλληλεπιδρούν διαμέσου της ισχυρής δύναμης και της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης (κυρίως) κάνει τον εντοπισμό τους πολύ δύσκολο. Πάντως τα σωματίδια αυτά, που ονομάζονται WIMPs (Week Interacting Massive Particles), θεωρούνται υποθετικά αφού δεν έχουν ανιχνευθεί μέχρι σήμερα.

 

Οι κοσμολόγοι χρησιμοποιούν τον όρο ψυχρή σκοτεινή ύλη για να χαρακτηρίσουν την σκοτεινή ύλη που αποτελείται από σωματίδια που κινούνται με ταχύτητες πολύ μικρότερες από την ταχύτητα του φωτός, σε αντίθεση με την θερμή σκοτεινή ύλη που απαρτίζεται από σωματίδια με σχετικιστικές ταχύτητες. Η ψυχρή σκοτεινή ύλη χρησιμοποιείται για την ερμηνεία σχηματισμού των γαλαξιακών ή μικρότερων κοσμικών δομών.

 

Για να εξηγήσουμε το παρατηρούμενο σύμπαν πρέπει να δεχθούμε ότι συνίσταται περίπου 25% από σκοτεινή ύλη, 70% από σκοτεινή ενέργεια και 5% από τη γνωστή μας ύλη.

 

Δεδομένου όμως ότι η ανίχνευση των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης δεν έχει γίνει μέχρι σήμερα, οι φυσικοί Hsi-Yu Schive, Tzihong Chiueh και Tom Broadhurst επιχειρούν να επιβεβαιώσουν μια διαφορετική ερμηνεία της σκοτεινής ύλης με τις κοσμολογικές προσομοιώσεις που πραγματοποιούν στην μελέτη τους με τίτλο: Cosmic Structure as the Quantum Interference of a Coherent Dark Wave, Hsi-Yu Schive, Tzihong Chiueh & Tom Broadhurst, η οποία δημοσιεύθηκε πριν από μερικές μέρες στο περιοδικό Nature.

 

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της εργασίας η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να ιδωθεί ως ένα υπερ-ψυχρό κβαντικό ρευστό που διέπει τον σχηματισμό των δομών ολόκληρου του σύμπαντος, όπως πρότειναν κάποια θεωρητικά μοντέλα στο παρελθόν [π.χ ΕΔΩ και ΕΔΩ]

 

Σ’ αυτή την επανερμηνεία της ψυχρής σκοτεινής ύλης, προτείνονται νέες απαντήσεις σχετικά με τον σχηματισμό των γαλαξιών και των δομών του σύμπαντος.

Οι προβλέψεις της νέας θεώρησης βρίσκονται σε συμφωνία με πρόσφατες παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble.

 

Βασιζόμενοι στις προσομοιώσεις σχηματισμού γαλαξιών, όπως αναφέρει ο Broadhurst, ένας από τους συγγραφείς της εργασίας, επανεξέτασαν την ψυχρή σκοτεινή ύλη ως ένα συμπύκνωμα Bose – Einstein.

Έτσι, πολύ ελαφρά μποζόνια που σχηματίζουν το συμπύκνωμα μοιράζονται την ίδια κυματοσυνάρτηση, και σχηματίζονται δομές σε αστρονομικές κλίμακες με την μορφή κυμάτων επίσης μεγάλης κλίμακας. Αυτή η θεωρία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να αποδειχθεί ότι όλοι οι γαλαξίες σ’ αυτό το πλαίσιο θα έπρεπε να έχουν στο κέντρο τους τεράστια στάσιμα κύματα σκοτεινής ύλης, που ονομάζονται σολιτόνια, τα οποία θα μπορούσαν να ερμηνεύσουν τους αινιγματικούς πυρήνες των νάνων γαλαξιών.

Επίσης, η θεωρία αυτή προβλέπει ότι οι γαλαξίες σχηματίζονται σχετικά αργά, σε σύγκριση με την θεώρηση του προτύπου των σωματιδίων ψυχρής σκοτεινής ύλης. Και όπως αναφέρθηκε προηγουμένως οι προβλέψεις της νέας θεώρησης συμφωνούν με τις πρόσφατες παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, ανοίγοντας έτσι τη δυνατότητα να ιδωθεί η σκοτεινή ύλη ως ένα πολύ ψυχρό κβαντικό ρευστό που διαμορφώνει τον σχηματισμό των δομών ολόκληρου του σύμπαντος.

 

http://physicsgg.me/2014/07/06/h-%CF%83%CE%BA%CE%BF%CF%84%CE%B5%CE%B9%CE%BD%CE%AE-%CF%8D%CE%BB%CE%B7-%CE%B1%CF%80%CF%8C-%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B5%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE-%CE%BF%CF%80%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE-%CE%B3/

[Δροσος Γεωργιος]

Σύγχυση σχετικά με την ανίχνευση σκοτεινής ύλης.

Πριν από μερικούς μήνες διαβάζαμε ευχάριστα νέα σχετικά με την ανίχνευση σκοτεινής ύλης.

Συγκεκριμένα στις εργασίες των ερευνητών Bulbul et al

http://arxiv.org/abs/1402.2301

και Boyarsky et al

http://arxiv.org/abs/1402.4119

, η ανάλυση των φασμάτων ακτίνων Χ που εκπέμπονται από γαλαξιακά σμήνη έδειχνε την παρουσία μιας μονοχρωματικής γραμμής φωτονίων ενέργειας ~3,6 keV. Τα φάσματα συλλέχθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ, XMM-Νewton.

Η ανίχνευση αυτών των φωτονίων, θα μπορούσε να είναι μια ισχυρότατη ένδειξη για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, δεδομένου ότι υπάρχει μοντέλο σκοτεινής ύλης (με στείρα νετρίνα), που προβλέπει την παραγωγή τέτοιων των φωτονίων.

Φαίνεται όμως ότι τα πράγματα δεν είναι έτσι ακριβώς, αν πιστέψουμε τους ερευνητές Tesla E. Jeltema και Stefano Profumo. Στην εργασία τους που δημοσιεύθηκε πριν από λίγες ημέρες με τον χιουμοριστικό (*) τίτλο: “Dark matter searches going bananas: the contribution of Potassium (and Chlorine) to the 3.5 keV line”,

http://arxiv.org/abs/arXiv:1408.1699

υποστηρίζουν ότι οι παρατηρήσεις ακτίνων Χ που προέρχονται από το κέντρο του γαλαξία μας αποκλείουν την εκπομπή σήματος φωτονίων, προερχόμενο από τη διάσπαση στείρων νετρίνων, και ότι σε κάθε περίπτωση δεν υπάρχει κανένα σήμα κοντά στα 3,6 keV από τα γαλαξιακά σμήνη σχετιζόμενο με τη σκοτεινή ύλη.

Σύμφωνα με την ανάλυσή τους η παρατηρηθείσα ροή φωτονίων στα 3,55 keV μπορεί να εξηγηθεί από φωτόνια εκπομπής των στοιχείων Καλίου και Χλωρίου. Παρόμοιοι ισχυρισμοί είχαν αναπτυχθεί και ΕΔΩ: “Questioning a 3.5 keV dark matter emission line”, Signe Riemer-Sorensen.

http://arxiv.org/abs/1405.7943

Και το σήριαλ συνεχίστηκε με την χτεσινή δημοσίευση των ερευνητών Alexey Boyarsky et al, «Checking the dark matter origin of 3.53keV line with the Milky Way center»,

http://arxiv.org/abs/1408.2503

μπερδεύοντας ξανά την κατάσταση. Η ανάλυσή τους, που συμπεριλαμβάνει τις εκπομπές φωτονίων από στοιχεία όπως το Κάλιο, δείχνει ότι δεν μπορεί να αποκλειστεί η περίπτωση το σήμα να σχετίζεται με την σκοτεινή ύλη…

Τελικά, τα φωτόνια γαλαξιακής προέλευσης με ενέργεια ~3,5 keV που «βλέπουν» τα διαστημικά τηλεσκόπια, «μεταφράζονται» ή όχι ως ενδείξεις ύπαρξης σκοτεινής ύλης;

Μάλλον θα περιμένουμε πολύ καιρό ακόμα μέχρι να πάρουμε μια οριστική απάντηση…

(*) χιουμοριστικός, αν πάρουμε υπόψη την έκφραση αργκό “go bananas”, το Κάλιο που περιέχουν οι μπανάνες και την συνεισφορά του Καλίου στη γραμμή των 3,5 keV, που υποτίθεται προέρχεται από την σκοτεινή ύλη.

http://physicsgg.me/2014/08/12/%cf%83%cf%8d%ce%b3%cf%87%cf%85%cf%83%ce%b7-%cf%83%cf%87%ce%b5%cf%84%ce%b9%ce%ba%ce%ac-%ce%bc%ce%b5-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%b1%ce%bd%ce%af%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%83%ce%b7-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84/

[Δροσος Γεωργιος]

Σκοτεινή ύλη ή νετρόνια;

Η σκοτεινή ύλη προέκυψε στη φυσική έμμεσα, στη βάση της δυναμικής των γαλαξιών.

Πρώτος ο ελβετός αστρονόμος Fritz Zwicky, στη δεκαετία του 1930, παρατήρησε ότι οι γαλαξίες του γαλαξιακού σμήνους της Κόμης δεν κινούνταν σύμφωνα με τη νευτώνεια βαρύτητα.

Ο Zwicky ανακάλυψε ότι οι γαλαξίες του γαλαξιακού σμήνους της Κόμης κινούνταν τόσο γρήγορα, που σύμφωνα με τους νόμους της κίνησης, θα έπρεπε να απομακρυνθούν μεταξύ τους και το σμήνος να διαλυθεί.

Η μόνη εξήγηση που σκέφτηκε για το γεγονός ότι το σμήνος διατηρείται ενωμένο και δε διαλύεται, ήταν ότι περιέχει εκατοντάδες φορές περισσότερη ύλη απ’ όση βλέπουμε με τα τηλεσκόπιά μας.

Έτσι, είτε οι νόμοι του Νεύτωνα ήταν λάθος για τις γαλαξιακές αποστάσεις ή το σμήνος της Κόμης περιείχε μεγάλες ποσότητες αόρατης ύλης που το συγκρατούσε ενωμένο.

Αυτή ήταν η πρώτη υποψία για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης.

Έκτοτε, προστέθηκαν και άλλα επιχειρήματα που καθιστούν την σκοτεινή ύλη αναπόφευκτο συστατικό του σύμπαντος – περίπου το 27%.

Όμως μέχρι σήμερα κανείς δεν κατάφερε να την ανιχνεύσει με έναν απευθείας τρόπο.

Το πείραμα DAMA/LIBRA στην Ιταλία ανήκει σε μία από τις πολλές έρευνες που ψάχνουν για αλληλεπιδράσεις των μυστηριωδών σωματιδίων της σκοτεινής ύλης με την κανονική ύλη.

Η πειραματική ομάδα είχε αναφέρει πρόσφατα ότι πιθανόν στα δεδομένα της να υπάρχει κάποιο σήμα που να σχετίζεται με την σκοτεινή ύλη. Ωστόσο, οι νέοι υπολογισμοί που δημοσιεύθηκαν στο Physical Review Letters από τον Jonathan Davis

[Fitting the Annual Modulation in DAMA with Neutrons from Muons and Neutrinos],

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.113.081302

δείχνουν ότι ένα τέτοιο σήμα μπορεί να οφείλεται σε νετρόνια που δημιουργούνται από τα ηλιακά νετρίνα και μιόνια της ατμόσφαιρας [που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων (πρωτόνια) με τα μόρια του αέρα].

Το πείραμα DAMA/LIBRA επικεντρώνεται σε μετρήσεις των διακυμάνσεων ροής σκοτεινής ύλης που πιθανόν να οφείλονται στον συνδυασμό της κίνησης της γης γύρω από τον ήλιο και του ηλιακού συστήματος μέσα στο γαλαξία μας. Οι ερευνητές παρατήρησαν μια περιοδική διακύμανση στα δεδομένα τους και αν τα σήματα αυτά οφείλονταν στα σωματίδια σκοτεινής ύλης, τότε θα θα έπρεπε να έχουν γαλαξιακή προέλευση.

Όμως για την ανίχνευση σωματιδίων σκοτεινής ύλης από το πείραμα DAMA / LIBRA απαιτείται συγκεκριμένη ενεργός διατομή στις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης, όπως επίσης και συγκεκριμένα όρια στη μάζα των σωματιδίων της. Και τα όρια αυτά αποκλείονται από άλλα πειράματα αναζήτησης σκοτεινής ύλης.

Το γεγονός αυτό ώθησε τον Jonathan Davis από το πανεπιστήμιο του Durham να προτείνει μια εναλλακτική ερμηνεία των δεδομένων του πειράματος DAMA/LIBRA.

Για το σήμα του DAMA/LIBRA, σύμφωνα με την ανάλυση του Davis, ευθύνονται τα ηλιακά νετρίνα και τα ατμοσφαιρικά μιόνια. Τα νετρίνα και τα μιόνια, προσπίπτοντας στην θωράκιση μολύβδου της πειραματικής διάταξης, αλλά και στον βράχο που την περιβάλλει, δημιουργούν νετρόνια τα οποία στη συνέχεια αλληλεπιδρούν με τους βαρείς πυρήνες του ανιχνευτή, δημιουργώντας γεγονότα ανάκρουσης που μοιάζουν με τις υποτιθέμενες αλληλεπιδράσεις σκοτεινής ύλης. Η ροή των ατμοσφαιρικών μιονίων μεταβάλλεται με μια περίοδο, προσεγγιστικά ίση με την περίοδο ενός κύκλου της ηλιακής δραστηριότητας (περίπου 11 χρόνια).

Πάντως απαιτείται επιπλέον συλλογή δεδομένων από το πείραμα DAMA/LIBRA για να επιβεβαιωθεί οριστικά (ή όχι) η άποψη αυτή.

http://physicsgg.me/2014/08/23/%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%8d%ce%bb%ce%b7-%ce%ae-%ce%bd%ce%b5%cf%84%cf%81%cf%8c%ce%bd%ce%b9%ce%b1/

[Δροσος Γεωργιος]

Γιατί πρέπει να υπάρχει σκοτεινή ύλη.

Κάθε άρθρο σχετικό με τα εναπομείναντα μυστήρια του σύμπαντος περιλαμβάνει, στις πρώτες θέσεις της λίστας των άλυτων προβλημάτων, την σκοτεινή ύλη.

Τι είναι η σκοτεινή ύλη; Που βρίσκεται; Πως μπορούμε να την ανιχνεύσουμε;

Αυτά τα ερωτήματα βρίσκονται στην πρώτη γραμμή έρευνας της Κοσμολογίας.

Η σκοτεινή ύλη είναι που με την επίδραση της βαρύτητάς της επηρεάζει τις κινήσεις άστρων, γαλαξιών, ακόμη και την εξέλιξη του ίδιου του Σύμπαντος.

Κι όμως μέχρι σήμερα τα μεγάλα πειράματα (LUX, DAMA/Libra και CoGeNT και Super-CDMS) απέτυχαν να ανιχνεύσουν άμεσα την σκοτεινή ύλη και οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν καν τι είδους σωματίδια την απαρτίζουν.

Ποιοι είναι όμως οι λόγοι για τους οποίους οι περισσότεροι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι πως η σκοτεινή ύλη υπάρχει;

Ιδού πέντε λόγοι για τους οποίους πρέπει να υπάρχει σκοτεινή ύλη:

Περισσότερα:

http://physicsgg.me/2014/08/26/%ce%b3%ce%b9%ce%b1%cf%84%ce%af-%cf%80%cf%81%ce%ad%cf%80%ce%b5%ce%b9-%ce%bd%ce%b1-%cf%85%cf%80%ce%ac%cf%81%cf%87%ce%b5%ce%b9-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%8d%ce%bb%ce%b7/

[Δροσος Γεωργιος]

Σκοτεινή ύλη: νέα αποτελέσματα από το πείραμα AMS στο διάστημα.

Ο βραβευμένος με νόμπελ φυσική Sam Ting, ο οποίος ηγείται του πειράματος AMS, παρουσίασε σήμερα το απόγευμα στο CERN που ατα αποτελέσματα της ανάλυσης των 41 δισεκατομμυρίων σωματιδίων που ανιχνεύθηκαν από τον ανιχνευτή AMS που είναι τοποθετημένος στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Από τα 41 δισεκατομμύρια σωματιδίων που ανίχνευσε το AMS τα 10 εκατομμύρια ταυτοποιήθηκαν ως ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια. Η κατανομή αυτών των γεγονότων στο ενεργειακό διάστημα 0,5 έως 500 GeV δείχνει ξεκάθαρα αύξηση των παρατηρούμενων ποζιτρονίων από τα 8 GeV και μετά. Η αύξηση αυτή είναι ανεξάρτητη της κατεύθυνσης, γεγονός που δείχνει ότι δεν οφείλεται σε κάποιο συγκεκριμένο αστρικό αντικείμενο. Η ενέργεια όπου το κλάσμα ποζιτρονίων παύει να αυξάνεται έχει πλέον μετρηθεί και είναι τα 275±32 GeV.

Είναι η πρώτη φορά από το 1964 – τότε άρχισαν τέτοιου είδους μετρήσεις – που παρατηρείται ένα τέτοιο σημείο καμπής

Ο ρυθμός μείωσης του κλάσματος των ποζιτρονίων μετά από αυτό το όριο είναι πολύ σημαντικός για τους φυσικούς, γιατί θα μπορούσε να αποτελέσει μια ένδειξη εξαΰλωσης σωματιδίων σκοτεινής ύλης σε ζεύγη ηλεκτρονίων – ποζιτρονίων.

Παρά το γεγονός ότι οι μέχρι τώρα μετρήσεις θα μπορούσαν να εξηγηθούν θεωρώντας την ακτινοβολία αστρικών αντικειμένων όπως τα πάλσαρ, είναι επίσης προκλητικά συνεπείς με μοντέλα που θεωρούν σωματίδια σκοτεινής ύλης με μάζες γύρω στo 1 ΤeV.

Διαφορετικές θεωρίες σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης προβλέπουν διαφορετική συμπεριφορά του πλεονάσματος ποζιτρονίων, πέρα από το αναμενόμενο κλάσμα ποζιτρονίων εξαιτίας των συνηθισμένων συγκρούσεων κοσμικών ακτίνων. Συνεπώς, οι επιπλέον μετρήσεις στις υψηλότερες ενέργειες θα κρίνουν στο άμεσο μέλλον αν πίσω από τα δεδομένα του AMS βρίσκεται η σκοτεινή ύλη ή οφείλονται σε άλλου είδους κοσμική πηγή.

Τα αποτελέσματα της ομάδας AMS δημοσιεύονται στο περιοδικό PHYSICAL REVIEW LETTERS με τον τίτλο: High Statistics Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5–500 GeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: press.web.cern.ch

http://press.web.cern.ch/sites/press.web.cern.ch/files/ams_new_results_-_18.09.2014.pdf

http://physicsgg.me/2014/09/18/%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%8d%ce%bb%ce%b7-%ce%bd%ce%ad%ce%b1-%ce%b1%cf%80%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%bb%ce%ad%cf%83%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%b1-%ce%b1%cf%80%cf%8c-%cf%84%ce%bf-%cf%80/

[Δροσος Γεωργιος]

Η σκοτεινή ύλη του Γαλαξία είναι… μισή.

Μια νέα μελέτη ανατρέπει τα δεδομένα για την παρουσία της σκοτεινής ύλης στον γαλαξία μας. Η μελέτη αυτή δίνει λύση σε ένα διαχρονικό κοσμικό γρίφο που απασχολεί τους επιστήμονες σχετικά με τον αριθμό των γειτονικών μας γαλαξιών.

Η σκοτεινή ύλη είναι μια αόρατη κοσμική «ουσία» η βαρύτητα της οποίας πιστεύεται ότι συγκρατεί τους γαλαξίες και τα αντικείμενα του Σύμπαντος στη θέση τους.

Οι επιστήμονες εκτιμούσαν ότι η συνολική μάζα της σκοτεινής ύλης του γαλαξία μας είναι ίση με εκείνη 1,5 τρισ. άστρων σαν τον Ηλιο.

Αυτή η μέτρηση όμως δημιουργεί πονοκεφάλους στους επιστήμονες αφού τα κοσμολογικά μοντέλα δείχνουν ότι μια τέτοια ποσότητα σκοτεινής ύλης σε έναν γαλαξία συνδέεται με την παρουσία πολλών γειτονικών (δορυφορικών) σε αυτόν γαλαξιών. Ομως ο γαλαξίας μας έχει μόλις τρεις δορυφορικούς γαλαξίες - αριθμός πολύ μικρός σε σχέση με τη μάζα της σκοτεινής ύλης που διαθέτει.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας λύνουν τώρα, όπως φαίνεται, αυτόν τον κοσμικό γρίφο. Χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που ανέπτυξε το 1915 ο βρετανός αστρονόμος Τζέημς Τζιμς για να μετρά την ταχύτητα των άστρων οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μάζα της σκοτεινής ύλης του γαλαξία μας είναι 50% λιγότερη από ό,τι πιστεύαμε.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η μάζα της σκοτεινής ύλης του γαλαξία μας δεν ξεπερνάει τη μάζα 800 δισ. άστρων σαν τον Ηλιο. Αυτό το δεδομένο «κουμπώνει» με την παρουσία του μικρού αριθμού γαλαξιών που βρίσκονται κοντά στον δικό μας. H μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal».

http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=640623

[Δροσος Γεωργιος]

Ο Ήλιος εκπέμπει σκοτεινή ύλη;

Ένα «ανεξήγητο σήμα» που καταγράφηκε από διαστημικό παρατηρητήριο ακτίνων Χ δεν αποκλείεται να αντιστοιχεί στην πρώτη άμεση ένδειξη της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης -ενός υλικού άγνωστης σύστασης που γεμίζει το Σύμπαν χωρίς να το βλέπουμε.

«Πρόκειται για ένα συναρπαστικό αποτέλεσμα» σχολίασε ο καθηγητής Μάρτιν Μπάρτσοου, πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας Αστρονομίας της Βρετανίας, η οποία θα δημοσιεύσει τη μελέτη στην επιθεώρηση Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Το κείμενο είναι διαθέσιμο στην υπηρεσία προδημοσίευσης arXiv.

http://arxiv.org/abs/1403.2436

Οι βρετανοί και γάλλοι ερευνητές αναφέρουν ότι η ένταση των ακτίνων Χ που καταγράφει το ευρωπαϊκό παρατηρητήριο XMM-Newton αυξάνεται κατά περίπου 10% κάθε φορά που το σκάφος παρατηρούσε από το όριο του γήινου μαγνητικού πεδίου προς την πλευρά του Ήλιου.

Οι «ανεξήγητη» ακτινοβολία θα μπορούσε θεωρητικά να προέρχεται την αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου με «αξιόνια», ένα από τα είδη υποθετικά σωματιδίων που έχουν προταθεί ως συστατικά της σκοτεινής ύλης.

Η σκοτεινή ύλη υπολογίζεται ότι υπάρχει στο Σύμπαν σε πολύ μεγαλύτερη ποσότητα από ό,τι η κανονική ύλη του Σύμπαντος και αντιστοιχεί σχεδόν στο 85% του συνόλου της ύλης του Σύμπαντος. Δεν μπορεί όμως να γίνει άμεσα ορατή καθώς δεν εκπέμπει, δεν απορροφά και δεν ανακλά το φως όπως η κανονική ύλη.

Η παρουσία της έγινε αντιληπτή τη δεκαετία του 1930 από τη βαρυτική επίδρασή της στην κίνηση των γαλαξιών και των άστρων. Παρά τις δεκαετίες προσπαθειών, όμως, κανείς δεν γνωρίζει τι είναι τελικά αυτό το αόρατο υλικό.

Τα «αξιόνια» είναι μόνο μία από τις πολλές θεωρίες που έχουν προταθεί, παρόλο που κανείς δεν έχει καταγράψει τέτοια σωματίδια, έστω και έμμεσα.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Λέστερ στη Βρετανία ανίχνευσαν το ανεξήγητο σήμα κατά την ανάλυση μετρήσεων του XMM-Newton που καλύπτουν διάστημα 15 ετών.

Αν κανείς φιλτράρει από την εικόνα του ουρανού τα άστρα, τους γαλαξίες και άλλες λαμπρές πηγές ακτίνων Χ, η ένταση των ακτίνων Χ θα έπρεπε να είναι περίπου ίδια όπου κι αν κοιτάξει κανείς στον ουρανό, εξηγούν οι ερευνητές.

Η εκπομπή ακτίνων Χ από το όριο του μαγνητικού πεδίου που κοιτάει προς τον Ήλιο θα μπορούσε να αντιστοιχεί σε «αξιόνια» που πηγάζουν από το κέντρο του Ήλιου και παράγουν ακτίνες Χ όταν συγκρούονται με το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη, υποστηρίζουν οι ερευνητές.

Υπολογίζουν επίσης ότι τα αξιόνια πρέπει να έχουν εξαιρετικά μικρή μάζα, εκατό δισεκατομμύριο φορές μικρότερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου.

Η ερευνητική ομάδα επισημαίνει μάλιστα ότι ένα ανάλογο σήμα έχει καταγραφεί από το παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA.

Και στις δύο περιπτώσεις, πάντως, είναι πιθανό να περάσουν χρόνια μέχρι να επιβεβαιωθεί ή να καταρριφθεί ο προκλητικός ισχυρισμός.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231356893

[Δροσος Γεωργιος]

Ψάχνοντας σκοτεινή ύλη με ατομικά ρολόγια.

Εκτός από το να μας πληροφορούν για το πού βρισκόμαστε ανά πάσα στιγμή, οι δορυφόροι του συστήματος GPS (Global Positioning System) θα μπορούσαν να παίξουν βασικό ρόλο στην ανίχνευση και τη μέτρηση των ιδιοτήτων της σκοτεινής ύλης.

Αυτό υποστηρίζουν δύο φυσικοί, οι Αντρέι Ντερεβιάνκο και Μαξιμ Ποσπέλοφ, από το πανεπιστήμιο της Νεβάδα και το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής του Καναδά, αντίστοιχα.

Η σκοτεινή ύλη δεν έχει ανιχνευτεί ποτέ έως σήμερα, με συνέπεια να παραμένει άγνωστη η φύση της.

Η ύπαρξή της, ωστόσο, προκύπτει από τη βαρυτική της επίδραση σε συμπαντικές δομές, όπως οι γαλαξίες.

Έτσι, οι κοσμολόγοι εκτιμούν πως αντιστοιχεί στο 26,8% της μάζας του σύμπαντος, έναντι μόλις 4,8% της συμβατικής ύλης.

Οι δύο φυσικοί προτείνουν μία μέθοδο για την αναζήτησή της χρησιμοποιώντας τους δορυφόρους GPS και άλλα δίκτυα που είναι εξοπλισμένα με ατομικά ρολόγια. Σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο, θα γίνει αντιληπτή από την επίδρασή της στη λειτουργία αυτών των ρολογιών.

«Όταν η σκοτεινή ύλη αλληλεπιδράσει με ένα τέτοιο δίκτυο, τότε τα αρχικώς συγχρονισμένα ρολόγια θα αρχίσουν να παρουσιάζουν μικρές διαφορές», γράφουν οι δύο ερευνητές στο άρθρο τους, το οποίο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature στις 17 Νοεμβρίου.

http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3137.html

«Αυτές οι διαφορές ανάμεσα σε ρολόγια που βρίσκονται σε χωρική απόσταση μεταξύ τους αναμένεται να παρουσιάζουν μια διακριτή “υπογραφή”, η οποία κωδικοποιεί το “αποτύπωμα” της σκοτεινής ύλης στον χωρόχρονο».

Οι επιστήμονες έχουν ξεκινήσει να δοκιμάζουν ήδη τη θεωρία τους, αναλύοντας μετρήσεις από τα ατομικά ρολόγια 30 δορυφόρων GPS. Γι’ αυτό τον σκοπό, συνεργάζονται με το Εργαστήριο Γεωδαισίας της Νεβάδα, το οποίο έχει αναπτύξει και λειτουργεί το μεγαλύτερο κέντρο επεξεργασίας δεδομένων από το σύστημα GPS.

Αν επιβεβαιωθεί η μέθοδος, τότε το σμήνος των δορυφόρων GPS θα αποδειχθεί πως είναι επίσης μια από τις σημαντικότερες επιστημονικές πειραματικές διατάξεις που κατασκεύασε ποτέ ο άνθρωπος.

http://physicsgg.me/2014/11/18/%cf%88%ce%ac%cf%87%ce%bd%ce%bf%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%8d%ce%bb%ce%b7-%ce%bc%ce%b5-%ce%b1%cf%84%ce%bf%ce%bc%ce%b9%ce%ba%ce%ac-%cf%81%ce%bf%ce%bb/

[Δροσος Γεωργιος]

Για πρώτη φορά στο φως ίχνη της «σκοτεινής» ύλης;

«Αποτυπώματα» της σκοτεινής ύλης υποστηρίζουν πως ανακάλυψαν για πρώτη φορά επιστήμονες από την Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λοζάνης και το πανεπιστήμιο του Λάιντεν. Τα ίχνη προέκυψαν από τις αναλύσεις σημάτων ακτίνων Χ τόσο από τον γαλαξία μας όσο και από άλλους κοντινούς αστρικούς σχηματισμούς καθώς, όπως διαπίστωσαν οι αστροφυσικοί, ένα από αυτά τα σήματα δεν μπορεί να εξηγηθεί από αλληλεπιδράσεις της συμβατικής ύλης.

Οι ερευνητές θα δημοσιεύσουν τη μελέτη τους σε προσεχές τεύχος του περιοδικού Physical Review Letters. Όπως αναφέρουν στην ανακοίνωση που εξέδωσαν περιγράφοντας την ανακάλυψη, στο άρθρο θα περιγράφουν τη διαδικασία ανάλυσης των σημάτων ακτίνων Χ, τα οποία προήλθαν από τον γαλαξία Ανδρομέδα, το σμήνος γαλαξιών Περσέας Ι, αλλά και από τον γαλαξία μας.

Τα δεδομένα προήλθαν από το XMM-Newton, το διαστημικό τηλεσκόπιο της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας διαστήματος (ESA). Κατά την ανάλυσή τους, οι επιστήμονες απομόνωσαν και αφαίρεσαν όλα τα σήματα που προέρχονται από γνωστές πηγές και σωματίδια. Έτσι, απέμεινε μια κατηγορία σημάτων που δεν μπορούσε να αποδοθεί στη δράση των «συστατικών» της ορατής ύλης.

«Η κατανομή των σημάτων αντιστοιχεί ακριβώς στη συμπεριφορά που προβλέπουμε για τη σκοτεινή ύλη, η οποία έχει μεγαλύτερη συγκέντρωση και είναι ισχυρότερη στο κέντρο αυτών των σχηματισμών, ενώ διαχέεται και εξασθενεί όσο απομακρυνόμαστε από αυτό», αναφέρει στην ανακοίνωση ο Όλεγξ Ρουτσάισκι, από την Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λοζάνης.

Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης έχει προταθεί θεωρητικά από τους αστρονόμους εδώ και δεκαετίες, καθώς διαπίστωσαν πως η ποσότητα της συμβατικής ύλης δεν μπορεί να εξηγήσει φαινόμενα όπως τις κινήσεις των άστρων στους γαλαξίες. Μάλιστα, λαμβάνοντας υπόψη αυτά τα φαινόμενα, οι επιστήμονες εκτιμούν πως το σύμπαν αποτελείται κατά 26,8% από σκοτεινή ύλη και μόλις κατά 4,9% από ορατή.

Σύμφωνα με το θεωρητικό μοντέλο που περιγράφει τη «σκοτεινή» ύλη, τα συστατικά της δεν εκπέμπουν φως ή ηλεκτρονική ακτινοβολία σε οποιοδήποτε άλλο μήκος κύματος. Αντίθετα, ο αποκλειστικός τρόπος που αλληλεπιδρά με τη συμβατική ύλη είναι μέσω της βαρυτικής δύναμης.

Στο άρθρο, οι επιστήμονες θα περιγράφουν επίσης έναν σπάνιο μηχανισμό που, όπως υποθέτουν, μπορεί να προκάλεσε αυτά τα ανεξήγητα σήματα – την εκπομπή φωτονίων κατά τη διάσπαση των «αποστειρωμένων νετρίνων», ενός είδους σωματιδίων που προβλέπονται θεωρητικά και, σε αντίθεση με τα συμβατικά νετρίνα, αλληλεπιδρούν αποκλειστικά μέσω βαρύτητας.

Τα «αποστειρωμένα νετρίνα» είναι τόσο δύσκολο να εντοπισθούν που έχουν αποκτήσει το παρατσούκλι «φαντάσματα των φαντασμάτων».

Αν επιβεβαιωθεί η ανάλυση των επιστημόνων, τότε ο γαλαξίας μας περιέχει τετραπλάσια σκοτεινή ύλη συγκριτικά με την ορατή, όπως αυτοί υπολόγισαν. Βέβαια, το πιο σημαντικό είναι πως για πρώτη φορά θα εξακριβωθεί πως όντως υπάρχει, ενώ επίσης θα έχει πλέον βρεθεί ένας τρόπος για τη μελέτη της με βάση παρατηρησιακά δεδομένα.

«Η επιβεβαίωση της ανακάλυψης θα ανοίξει τον δρόμο για την κατασκευή νέων τηλεσκοπίων, ειδικά σχεδιασμένων για την εξέταση των σημάτων από τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης. Επίσης, θα ξέρουμε πια πού να ψάξουμε στο σύμπαν για να εντοπίσουμε τις δομές από αυτά τα σωματίδια, αποκτώντας έτσι περισσότερα στοιχεία για το πώς σχηματίσθηκε το σύμπαν», αναφέρει ο Αλεξέι Μπογιάρσκι στην ανακοίνωση της ομάδας.

http://www.naftemporiki.gr/story/890478/gia-proti-fora-sto-fos-ixni-tis-skoteinis-ulis

[Δροσος Γεωργιος]

Ένα νέο υποθετικό σωματίδιο σκοτεινής ύλης.

Ένα νέο υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο προτείνουν ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον και το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ, με μια καινούρια θεωρία σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης.

To προτεινόμενο στοιχειώδες σωματίδιο χ διαθέτει πολύ μικρή μάζα (100 eV/c2) και δεν αλληλεπιδρά με το φως, άρα δεν γίνεται αντιληπτό από τα αστρονομικά όργανα. Όμως, αλληλεπιδρά ισχυρά με τη συμβατική ύλη (σ ≈ 5 · 10−29 m2) σε σχέση με άλλα υποψήφια σωματίδια σκοτεινής ύλης, οπότε δεν μπορεί να διεισδύσει στη γήινη ατμόσφαιρα και γι αυτό δεν ανιχνεύεται ούτε από τους επίγειους ανιχνευτές σκοτεινής ύλης.

Εφόσον το σωματίδιο σκοτεινής ύλης χ αλληλεπιδρά με την ατμόσφαιρα της Γης, η πειραματική διάταξη ανίχνευσής του πρέπει να βρίσκεται στο διάστημα

Παρόλο που η σκοτεινή ύλη αντιστοιχεί στο 85% της ύλης που απαρτίζει το σύμπαν, μέχρι σήμερα δεν έχει ανιχνευθεί ώστε να εξακριβωθεί από ποιο είδος σωματιδίων αποτελείται.

Έτσι, η ύπαρξή της συνάγεται μόνο έμμεσα, δηλαδή από τη βαρυτική της αλληλεπίδραση σε κοσμικές δομές, όπως για παράδειγμα στους γαλαξίες.

Επίσης, αν και ορισμένες προγενέστερες θεωρίες έχουν προβλέψει υποατομικά σωματίδια με ιδιότητες που θα εξηγούσαν τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης στο σύμπαν, τουλάχιστον προς το παρόν δεν έχουν επιβεβαιωθεί από την πρώτη φάση πειραμάτων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN στη Γενεύη.

Όπως περιγράφουν οι επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Scientific Reports, η μάζα του σωματιδίου που προτείνουν είναι πολύ μικρή, μόλις 0,02% της μάζας του ηλεκτρονίου.

http://www.nature.com/srep/2015/150127/srep08058/full/srep08058.html

Αν και δεν αλληλεπιδρά με το φως, με συνέπεια να μην μπορεί να γίνει αντιληπτό από τα αστρονομικά όργανα, αλληλεπιδρά και μάλιστα ισχυρά με τη συμβατική ύλη. Στην πραγματικότητα, αντίθετα από άλλα υποψήφια «συστατικά» της σκοτεινής ύλης, το σωματίδιο αυτό δεν μπορεί να διαπεράσει τη γήινη ατμόσφαιρα.

Επομένως, σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι απίθανο να ανιχνευθεί από επίγεια όργανα. Γι’ αυτό και οι επιστήμονες σχεδιάζουν να το αναζητήσουν μέσω πειραμάτων στο διάστημα.

Έξω από τη γήινη ατμόσφαιρα, όπως προβλέπουν, ειδικά νανοσωματίδια θα δεχθούν καθοδικές δυνάμεις από τη ροή της σκοτεινής ύλης στην οποία θα εκτεθούν.

Αν η θεωρία τους ευσταθεί, τότε μετρώντας τη θέση των νανοσωματιδίων με μεγάλη ακρίβεια, θα μπορέσουν να προσδιορίσουν στοιχεία για τη φύση αυτού του «συστατικού».

Όπως αναφέρει στην ανακοίνωση της ομάδας ο Τζέιμς Μπέιτμαν από το Τμήμα φυσικής του πανεπιστήμιου του Σαουθάμπτον, ο οποίος συνυπογράφει το άρθρο: «Η δουλειά μας συνδυάζει πολλούς διαφορετικούς κλάδους της φυσικής: παρατηρησιακή αστρονομία ακτίνων Χ, πειραματική κβαντική οπτική και φυσική στοιχειωδών σωματιδίων. Το σωματίδιο που προτείνουμε είναι τελείως θεωρητικό, μέχρι σήμερα ωστόσο δεν υπάρχουν παρατηρήσεις ή πειράματα που να αποκλείουν την ύπαρξή του. Η σκοτεινή ύλη είναι ένα από τα σημαντικά άλυτα προβλήματα της σύγχρονης φυσικής».

Από την άλλη μεριά, ο Αλεξάντερ Μέρλε από το γερμανικό ινστιτούτο Μαξ Πλανκ, που συνυπογράφει την έρευνα, σημειώνει πως υπάρχει «χώρος» για νέα μοντέλα σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης. Κι αυτό γιατί για καμία από τις υπάρχουσες θεωρίες δεν έχει υπάρξει μέχρι σήμερα η παραμικρή ένδειξη που να συνηγορεί υπέρ της.

«Αυτή τη στιγμή, τα πειράματα για τη σκοτεινή ύλη δεν δίνουν κανένα σαφή προσανατολισμό και, με δεδομένο πως ούτε στον Μεγάλο επιταχυντή Αδρονίων δεν έχουν βρεθεί ενδείξεις για μια νέα φυσική θεωρία, ίσως ήρθε η ώρα να στραφούμε σε εναλλακτικές εξηγήσεις.

Ολοένα περισσότεροι φυσικοί συμφωνούν με αυτή την άποψη, ενώ η πρότασή μας αποτελεί μπορεί να ανταγωνισθεί τα σημαντικότερα μοντέλα που έχουν διατυπωθεί έως τώρα».

http://physicsgg.me/2015/01/30/%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%ce%bd%ce%ad%ce%bf-%cf%85%cf%80%ce%bf%ce%b8%ce%b5%cf%84%ce%b9%ce%ba%cf%8c-%cf%83%cf%89%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%af%ce%b4%ce%b9%ce%bf-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae/

[Δροσος Γεωργιος]

Βρέθηκε η «υπογραφή» ενός γαλαξία με σκοτεινή ύλη;

Τα πρώτα παρατηρησιακά δεδομένα που επιβεβαιώνουν την ύπαρξη ενός γαλαξία, ο οποίος αποτελείται σε μεγάλο ποσοστό από σκοτεινή ύλη, υποστηρίζουν πως εντόπισαν Άγγλοι επιστήμονες από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Ρότσεστερ. Με επικεφαλής τη Σικανία Τσακραμπάρτι, αναπληρώτρια καθηγήτρια αστρονομίας στο Ινστιτούτο, οι ερευνητές βρήκαν ένα σμήνος νεαρών αστέρων που, σύμφωνα με τους ίδιους, υποδηλώνει τη θέση του συγκεκριμένου γαλαξία.

Όπως αναφέρει η ομάδα σε άρθρο της στο περιοδικό Astrophysical Journal Letters, η ανακάλυψη προήλθε από την ανάλυση υπέρυθρων μετρήσεων από το τηλεσκόπιο VISTA, το οποίο ανήκει στο Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο (ESO). Μέσω της ανάλυσης, βρέθηκαν σε απόσταση περίπου 300.000 ετών φωτός τέσσερις νεαρούς αστέρες, οι οποίοι ονομάζονται Κηφείδες – άστρα με περιοδικά μεταβαλλόμενη φωτεινότητα, που συχνά μπορούν να αξιοποιηθούν για τη μέτρηση αποστάσεων στο σύμπαν.

Σύμφωνα με την Τσακραμπάρτι, πρόκειται για τους πιο απομακρυσμένους Κηφείδες που έχουν εντοπισθεί κοντά στο επίπεδο του Γαλαξία μας και σχετίζονται με τον γαλαξία νάνο που κατακλύζεται από σκοτεινή ύλη και ο οποίος δεν έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα επειδή είναι «κρυμμένος» πίσω από νέφη σκόνης. Η ύπαρξη του εν λόγω γαλαξία είχε προβλεφθεί από την Τσακραμπάρτι ήδη από το 2009, με βάση την ανάλυση των ιδιοτήτων του εξωτερικού δίσκου του Γαλαξία μας.

Τώρα, η ακτινοβολία που εκπέμπουν οι Κηφείδες επέτρεψαν στην αστρονόμο και την ομάδα της να μετρήσει με ακρίβεια τις αποστάσεις τους, που προσδιορίστηκαν στα 300.000 έτη φωτός, και να ελέγξει την πρόβλεψή της. «Οι νεαροί αστέρες είναι πιθανότατα η “υπογραφή” του γαλαξία», αναφέρει χαρακτηριστικά η ίδια στο σάιτ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Ρότσεστερ. «Αποκλείεται να ανήκουν στον Γαλαξία μας, τα άκρα του οποίου βρίσκονται σε απόσταση 48.000 ετών φωτός».

Η σκοτεινή ύλη εκτιμάται πως αντιστοιχεί στο 23% της μάζας του γαλαξία και θεωρείται ένα από τα μεγαλύτερα «μυστήρια» της αστρονομίας, αφού ακόμη και σήμερα δεν υπάρχει η παραμικρή ένδειξη για τη φύση της. «Η ανακάλυψη των Κηφείδων αποδεικνύει πως ισχύει η μέθοδός μας για τον εντοπισμό γαλαξιών νάνων που κατακλύζονται από σκοτεινή ύλη», λέει η Τσακραμπάρτι. «Έτσι, αφήνει υποσχέσεις ότι ίσως καταφέρουμε να ανακαλύψουμε τη δομή της. Επίσης, δείχνει πως η θεωρία της παγκόσμιας έλξης του Νεύτωνα μπορεί να εφαρμοσθεί ακόμη και στα πιο απομακρυσμένα σημεία του γαλαξία, χωρίς να χρειάζεται να κάνουμε κάποια προσαρμογή της», συμπληρώνει.

http://www.naftemporiki.gr/story/914039/brethike-i-upografi-enos-galaksia-me-skoteini-uli

[Δροσος Γεωργιος]

Ενδείξεις σκοτεινής ύλης στο εσωτερικό του Γαλαξία.

Η πιο λεπτομερής ανάλυση ως σήμερα επιβεβαιώνει ότι το κεντρικό τμήμα του Γαλαξία μας, το οποίο περιλαμβάνει και το Ηλιακό Σύστημα, πρέπει να βρίθει από σκοτεινή ύλη, αυτό το αόρατο, μυστηριώδες συστατικό που αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο μέρος της ύλης του Σύμπαντος.

Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης έγινε αντιληπτή τη δεκαετία του 1970, όταν οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι τα άστρα που βρίσκονται στην εξωτερική ζώνη των σπειροειδών γαλαξιών, μακριά από το κέντρο, κινούνται ταχύτερα από ό,τι θα έπρεπε.

Η μόνη εξήγηση είναι οι γαλαξίες περιβάλλονται από ένα στεφάνι σκοτεινής ύλης, η οποία επιδρά στην κίνηση των άστρων μέσω της βαρυτικής έλξης της. Το υλικό αυτό είναι ουσιαστικά αόρατο αφού δεν εκπέμπει και δεν απορροφά το φως.

Μέχρι σήμερα, όμως, παρέμενε ασαφές αν το ίδιο μυστηριώδες συστατικό υπάρχει και στα κέντρα των γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας Γαλαξία.

Ο βασικός λόγος είναι ότι η θέση στην οποία βρίσκεται η Γη εμποδίζει την ακριβή εκτίμηση της ταχύτητας με την οποία περιστρέφονται τα άστρα γύρω από το γαλαξιακό κέντρο.

Στην τελευταία μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Nature Physics,

http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3237.html

διεθνής ομάδα ερευνητών αναλύει όλα τα διαθέσιμα στοιχεία για τις ταχύτητες περιστροφής των άστρων στην κεντρική περιοχή του γαλαξία, και εξέτασαν πώς η ταχύτητα ποικίλει ανάλογα με την απόσταση κάθε άστρου από το κέντρο.

Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν τις καλύτερες διαθέσιμες εκτιμήσεις για το περιεχόμενο του Γαλαξία σε κανονική ύλη και υπολόγισαν ποιες θα ήταν οι ταχύτητες περιστροφής των άστρων αν δέχονταν τη βαρυτική επίδραση μόνο αυτής της κανονικής ύλης.

Η ανάλυση αποκάλυψε διαφορές ανάμεσα στις παρατηρούμενες και τις εκτιμώμενες ταχύτητες.

«Η παρατηρούμενη περιστροφή δεν μπορεί να εξηγηθεί παρά μόνο εάν υπάρχουν μεγάλες ποσότητες σκοτεινής ύλης γύρω μας και ανάμεσα σε εμάς και το γαλαξιακό κέντρο» λέει ο Μιγκέλ Πάτο του Πανεπιστημίου της Στοκχόλμης, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Η μέθοδός μας», λέει, «θα επιτρέψει περαιτέρω αστρονομικές παρατηρήσεις για την μέτρηση της κατανομής της σκοτεινής ύλης στον Γαλαξία με πρωτοφανή ακρίβεια. Αυτό θα μας επιτρέψει να τελειοποιήσουμε τις γνώσεις μας για τη δομή και την εξέλιξη του Γαλαξία».

Όπως φαίνεται, οι αστρονόμοι έχουν πλέον μια καλή εικόνα για την κατανομή της σκοτεινής ύλης στο Σύμπαν και το ρόλο της στο σχηματισμό και τη συμπεριφορά των γαλαξιών.

Δεν έχουν όμως ιδέα, και μόνο υποθέσεις μπορούν να κάνουν, για τη σύσταση αυτού του μυστηριώδους υλικού, το οποίο εκτιμάται ότι υπάρχει στο Σύμπαν σε ποσότητες πενταπλάσιες από την κανονική ύλη.

Ένα μεγάλο μέρος του Σύμπαντος παραμένει ουσιαστικά αγνοούμενο.

http://physicsgg.me/2015/02/11/%ce%b5%ce%bd%ce%b4%ce%b5%ce%af%ce%be%ce%b5%ce%b9%cf%82-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae%cf%82-%cf%8d%ce%bb%ce%b7%cf%82-%cf%83%cf%84%ce%bf-%ce%b5%cf%83%cf%89%cf%84%ce%b5%cf%81%ce%b9/

[Δροσος Γεωργιος]

Η σκοτεινή ύλη είναι… fit.

Η σκοτεινή ύλη είναι μια αόρατη κοσμική «ουσία», η βαρύτητα της οποίας πιστεύεται ότι συγκρατεί τους γαλαξίες και τα αντικείμενα του Σύμπαντος στη θέση τους. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των κοσμολόγων το Σύμπαν αποτελείται από τη συμβατική ύλη (την ορατή ύλη) σε ποσοστό μόλις περίπου 5% ενώ η σκοτεινή ύλη υπολογίζεται ότι αντιστοιχεί σε ποσοστό περίπου 27%, με το υπόλοιπο ποσοστό να αντιστοιχεί στην επίσης μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια.

Ως σήμερα έχει καταστεί αδύνατο να εντοπίσουμε τη σκοτεινή ύλη. Ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον ανέπτυξε μια νέα θεωρία σύμφωνα με την οποία τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης είναι ελαφρύτερα από όσο πιστεύαμε και για αυτό δεν μπορούμε να τα εντοπίσουμε. Οι ερευνητές προτείνουν την ύπαρξη ενός νέου (υποθετικού) σωματιδίου με μάζα μόλις 0,02% της μάζας του ηλεκτρονίου, ρίχνοντας στο τραπέζι την ιδέα ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται από αυτό το σούπερ ελαφρύ σωματίδιο. «Η ύπαρξη του σωματιδίου που προτείνουμε ακούγεται ίσως κάπως τρελή αλλά αυτή τη στιγμή δεν υπάρχουν καταγεγραμμένα δεδομένα, παρατηρήσεις ή κάποια άλλη απτή απόδειξη που να αποκλείει την ύπαρξή του» αναφέρει ο καθηγητής Τζέιμς Μπέιτμαν, μέλος της ερευνητικής ομάδας, η θεωρία της οποίας δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Scientific Reports». Οι ερευνητές ευελπιστούν ότι η θεωρία τους θα τύχει αποδοχής από την επιστημονική κοινότητα σε βαθμό τέτοιο ώστε να οργανωθεί μια προσπάθεια εντοπισμού του σωματιδίου που προτείνουν.

Το μυστήριο της σκοτεινής ύλης χρονολογείται από τη δεκαετία του 1930, όταν οι αστρονόμοι αντιλήφθηκαν ότι η μάζα και η βαρύτητα των σωμάτων που βλέπουμε στο Σύμπαν δεν είναι αρκετές για να εξηγηθεί η κίνηση των γαλαξιών. Η σκοτεινή ύλη γίνεται αντιληπτή λόγω της βαρυτικής της επίδρασης στους γαλαξίες, οι επιστήμονες όμως δεν έχουν ιδέα από τι αποτελείται.

Γνωρίζουν πάντως ότι δεν εκπέμπει, δεν ανακλά και δεν διαθλά την ακτινοβολία, γι' αυτό και είναι κυριολεκτικά αόρατη.

Μια γιγάντια δεξαμενή κατεψυγμένου αερίου, κρυμμένη σε βάθος ενάμισι χιλιομέτρου μέσα σε ένα εγκαταλελειμμένο χρυσωρυχείο στη Νότια Ντακότα στις ΗΠΑ, συγκεντρώνει τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον των επιστημόνων που αναζητούν τη σκοτεινή ύλη. Τα πρώτα πειράματα που έγιναν εκεί δεν κατάφεραν να εντοπίσουν την παρουσία ή έστω τα ίχνη της, αλλά τους τελευταίους μήνες βρίσκεται σε εξέλιξη ένα νέο πείραμα που είναι και το πιο φιλόδοξο από όσα έχουν γίνει μέχρι σήμερα σε ό,τι αφορά την αναζήτηση της σκοτεινής ύλης. Ο Μεγάλος Υπόγειος Ανιχνευτής Ξένου (ή LUX) είναι ο πιο ευαίσθητος ανιχνευτής σκοτεινής ύλης και σχεδιάστηκε για την αναζήτηση υποθετικών σωματιδίων που ονομάζονται WIMP (ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια μεγάλης μάζας, σε ελεύθερη απόδοση), από τα οποία ενδέχεται να αποτελείται η λεγόμενη σκοτεινή ύλη.

Ενας δακτύλιος σκοτεινής ύλης είναι πιθανό να περιβάλλει τον πλανήτη μας

Αμερικανός επιστήμονας υποστηρίζει ότι τη Γη περιβάλλει ένας δακτύλιος σκοτεινής ύλης η παρουσία του οποίου προσθέτει... κιλά στην κοσμική ζυγαριά και αυξάνει το βάρος του πλανήτη μας. Ο Μπεν Χάρις, καθηγητής του Πανεπιστημίου του Τέξας, μελέτησε δεδομένα που έχουν συλλέξει δορυφόροι καταγραφής και εντοπισμού στίγματος (GPS). Αυτοί οι δορυφόροι αποτελούν πηγές καταγραφής των βαρυτικών δυνάμεων και βαρυτικών αλληλεπιδράσεων της Γης. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται ανάμεσα στα άλλα και για τον υπολογισμό της μάζας του πλανήτη μας.

Ο Χάρις υπολόγισε ότι η Γη είναι 0,005%-0,008% βαρύτερη από όσο αναφέρει η επίσημη τιμή που έχει καθιερώσει η Διεθνής Αστρονομική Ενωση. Σύμφωνα με τη ΔΑΕ το βάρος της Γης είναι 5,972,000,000,000,000,000,000,000 κιλά.

Ο καθηγητής εκτιμά ότι η διαφορά αυτή στο βάρος είναι συμβατή με την παρουσία ενός δακτυλίου σκοτεινής ύλης που περιβάλλει τον ισημερινό του πλανήτη μας. Ο δακτύλιος αυτός, σύμφωνα με τον Χάρις, έχει διάμετρο 70 χιλιάδες χλμ., πάχος 191 χλμ. και επηρεάζοντας τη βαρύτητα της Γης επηρεάζει και τη μάζα της.

http://www.tovima.gr/science/article/?aid=678083

[Δροσος Γεωργιος]

Η σκοτεινή ύλη «ρυθμιστής» της ανάπτυξης μελανών οπών στους γαλαξίες.

Νέα στοιχεία για τη σχέση ανάμεσα στο μέγεθος ενός ελλειπτικού γαλαξία και της μάζας της μαύρης τρύπας που αυτός «φιλοξενεί» στο κέντρο του, αποκαλύπτει έρευνα επιστημόνων το Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian (CfA).

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αν στους μεγαλύτερους γαλαξίες αναλογούν και οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες, αυτό οφείλεται στον τρόπο που η σκοτεινή ύλη που περιλαμβάνουν οι συγκεκριμένες κοσμικές δομές επηρεάζει την ανάπτυξή τους.

«Φαίνεται πως υπάρχει μια ισχυρή συνάφεια ανάμεσα στην ποσότητα σκοτεινής ύλης ενός γαλαξία και του μεγέθους της μαύρης τρύπας στο κέντρο του, παρόλο που οι τιμές των δύο μεγεθών κινούνται σε εντελώς διαφορετικές κλίμακες», αναφέρει ο Άκος Μπογκτάν από το CfA και επικεφαλής της έρευνας.

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε με σκοπό να λυθεί ένας «γρίφος» που είχε προκύψει από την παρατήρηση των ελλειπτικών γαλαξιών. Μετρήσεις στο παρελθόν είχαν δείξει μία σχέση ανάμεσα στη μάζα της κεντρικής μαύρης τρύπας και στη συνολική μάζα των αστεριών ενός ελλειπτικού γαλαξία.

Πιο πρόσφατες όμως έρευνες έδειξαν μια άμεση συνάφεια ανάμεσα στη μάζα της μαύρης τρύπας και τον δακτύλιο σκοτεινής ύλης περιμετρικά του γαλαξία. Έτσι, δεν ήταν ξεκάθαρο ποια σχέση ήταν η κυρίαρχη.

Αν και οι επιστήμονες συνάγουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης από τη βαρυτική της δράση, έχουν συμπεράνει πως κάθε γαλαξίας περιβάλλεται από έναν δακτύλιο σκοτεινής ύλης, ο οποίος έχει μάζα ίση έως και 1 τρισεκατομμυρίου αστέρων και επεκτείνεται σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιάδων ετών φωτός.

Για να διερευνήσουν τη σχέση ανάμεσα σε αυτούς τους δακτύλιους και τις μαύρες τρύποες, ο Μπογκτάν και οι συνάδελφοί του μελέτησαν περισσότερους από 3.000 γαλαξίες.

Στην ανάλυσή τους, χρησιμοποίησαν τις κινήσεις άστρων για τον υπολογισμό της μάζας των μαύρων τρυπών, και δεδομένα σχετικά με το θερμό αέριο που περιβάλλει έναν γαλαξία, για ην εκτίμηση της μάζας των δακτυλίου του από σκοτεινή ύλη.

Έτσι, βρήκαν μία άμεση συσχέτιση ανάμεσα στα δύο μεγέθη, η οποία είναι βασικότερη από την αναλογία της μαύρης τρύπας με την αστρική μάζα του γαλαξία.

Όπως υποστηρίζουν, η συσχέτιση αυτή πιθανότατα οφείλεται στον τρόπο εξέλιξης των ελλειπτικών γαλαξιών, οι οποίοι σχηματίζονται από τη συγχώνευση μικρότερων γαλαξιών, με συνέπεια να προστίθενται και οι ποσότητες από σκοτεινή ύλη που περιλαμβάνει καθένας τους.

Η σκοτεινή ύλη όμως υπερτερεί από τη συμβατική ύλη που προκύπτει – με δεδομένο, άλλωστε, πως αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος, συγκριτικά με το μόλις 4,9% της συμβατικής ύλης. Έτσι, παραμένει το κυρίαρχο συστατικό στον γαλαξία που προκύπτει, λειτουργώντας ουσιαστικά σαν ένα «κοσμικό καλούπι», που ρυθμίζει την εξέλιξή του.

«Στην πραγματικότητα, δημιουργεί ένα βαρυτικό “προσχέδιο”, το οποίο θα ακολουθήσουν οι αστέρες και η μαύρη τρύπα που θα σχηματισθούν στην πορεία», εξηγεί ο Μπογκτάν.

Η έρευνα του Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian πρόκειται να δημοσιευθεί σε επόμενη έκδοση του περιοδικού Astrophysical Journal.

http://www.naftemporiki.gr/story/917872/i-skoteini-uli-ruthmistis-tis-anaptuksis-melanon-opon-stous-galaksies

[Δροσος Γεωργιος]

Ίσως η σκοτεινή ύλη να μην είναι εντελώς σκοτεινή.

Η σκοτεινή ύλη που αποτελεί το 85% της μάζας του σύμπαντος, παραμένει ακόμα αόρατη για τα τηλεσκόπια. Αυτό σημαίνει ότι η σκοτεινή δεν αλληλεπιδρά με το φως;

Ερευνητές εξέτασαν το ενδεχόμενο η σκοτεινή ύλη να σκεδάζει το φως των άστρων, παράγοντας ένα ανιχνεύσιμο φωτεινό φαινόμενο γύρω από τους γαλαξίες.

Παρότι δεν βρήκαν κανένα αποδεικτικό στοιχείο ενός τέτοιου φαινομένου, ισχυρίζονται όμως ότι επιπλέον παρατηρήσεις, σε μεγαλύτερο εύρος μηκών κύματος, θα μπορούσε να μας δώσει την ευκαιρία να «δούμε» την σκοτεινή ύλη.

Οι αστρονόμοι συμπεραίνουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης από την κίνηση των γαλαξιών. Περιστρεφόμενοι γαλαξίες, για παράδειγμα, θα έπρεπε να διαλυθούν αν – μαζί με την γνωστή ύλη – δεν υπήρχε η σκοτεινή ύλη να συγκρατεί βαρυτικά τις φυγόκεντρες τάσεις. Η κοινή παραδοχή είναι ότι τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης δεν αλληλεπιδρούν με το φως, αλλά κάποια θεωρητικά μοντέλα υποθέτουν ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να εκπέμψει φωτόνια ή να σκεδάζει τα φωτόνια σε σπάνιες περιπτώσεις.

Οι Jonathan Davis και Joseph Silk, από το Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Παρισιού, ερευνούν το ενδεχόμενο να είναι παρατηρήσιμο το σκεδαζόμενο φως από την σκοτεινή ύλη.

Παίρνουν ως αντιπροσωπευτικό παράδειγμα τον γαλαξία Μ101, γνωστό ως γαλαξίας ακιδωτός τροχός, που απέχει από μας 21 εκατομμύρια έτη φωτός.

Αν το φως αλληλεπιδρά με την σκοτεινή ύλη, τότε σύμφωνα με τους ερευνητές, το φως που εξέρχεται από τον γαλαξία θα έπρεπε να σκεδάζεται προς την εξωτερική περιφέρειά του, δημιουργώντας μια λάμψη παρόμοια με το φως μιας λάμπας που περιβάλλεται από ομίχλη. Ένα τέτοιο φαινόμενο παρατηρείται ήδη στα ορατά μήκη κύματος από την διάταξη του τηλεσκοπίου Dragonfly. Όμως, επειδή θα μπορούσε να προέρχεται και από άλλες πηγές, όπως διαστρική σκόνη και απομονωμένα άστρα, προς το παρόν δεν υπάρχει τρόπος που να πιστοποιεί ότι η σκοτεινή ύλη συνεισφέρει στο φαινόμενο.

Ωστόσο, οι Davis and Silk δείχνουν ότι οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να έχουν μια καλύτερη πιθανότητα ανίχνευσης του σκεδαζόμενου φωτός από την σκοτεινή ύλη σε υπέρυθρα μήκη κύματος, όπου το υπόβαθρο είναι μικρότερο. Τέτοιες παρατηρήσεις, με την απαραίτητη ακρίβεια, δεν έχουν γίνει ακόμα …

Διαβάστε περισσότερα:

http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.114.051303 – http://arxiv.org/abs/1410.5423

http://physicsgg.me/2015/02/20/%ce%af%cf%83%cf%89%cf%82-%ce%b7-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%b5%ce%b9%ce%bd%ce%ae-%cf%8d%ce%bb%ce%b7-%ce%bd%ce%b1-%ce%bc%ce%b7%ce%bd-%ce%b5%ce%af%ce%bd%ce%b1%ce%b9-%ce%b5%ce%bd%cf%84%ce%b5%ce%bb%cf%8e/

 

Η σκοτεινή ύλη «ηθικός αυτουργός» της εξόντωσης των δεινοσαύρων.

Η κρατούσα θεωρία για τη μυστηριώδη εξαφάνιση των δεινοσαύρων που κυριαρχούσαν για περίπου 150 εκ. έτη στη Γη υποδεικνύει ως υπεύθυνες τις αλυσιδωτές επιπτώσεις που προκλήθηκαν από την πτώση ενός μεγάλου αστεροειδούς στη αμερικανική ήπειρο πριν από περίπου 65 εκ. έτη. Ο Μάικλ Ραμπίνο καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης υποστηρίζει ότι η πτώση του αστεροειδή ήταν επίσης αποτέλεσμα μιας αλυσίδας γεγονότων αυτή τη φορά κοσμικών.

Ευρήματα των τελευταίων ετών έχουν δείξει ότι υπάρχουν υψηλές συγκεντρώσεις της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης στα κέντρα των γαλαξιών κάτι που συμβαίνει και στο δικό μας γαλαξία. Η σκοτεινή ύλη σύμφωνα με τους ειδικούς είναι μια αόρατη κοσμική «ουσία», η βαρύτητα της οποίας πιστεύεται ότι συγκρατεί τους γαλαξίες και τα αντικείμενα του Σύμπαντος στη θέση τους.

Η Γη κατά την τροχιακή της κίνηση ολοκληρώνει μια περιστροφή γύρω από τον γαλαξιακό δίσκο κάθε 250 εκ. έτη. Κάθε 30 εκ. έτη η Γη κατά την κίνηση της αυτή πλησιάζει το κέντρο του Γαλαξία. Σύμφωνα με τον Ραμπίνο κάθε φορά που συμβαίνει αυτό, δηλ. κάθε 30 εκ. έτη, η Γη βιώνει εκτεταμένες καταστροφές και μαζικές εξαφανίσεις της ζωής.

Ο Ραμπίνο υπολόγισε ότι την εποχή που εκτιμάται ότι έπεσε ο αστεροειδής που εξαφάνισε τους δεινοσαύρους η Γη βρισκόταν κοντά στο γαλαξιακό κέντρο. Σύμφωνα με τον Ραμπίνο η Γη κάθε φορά που πλησιάζει το γαλαξιακό κέντρο εισέρχεται σε ένα περιβάλλον πολύ ισχυρών βαρυτικών δυνάμεων και βαρυτικών αλληλεπιδράσεων εξαιτίας της έντονης παρουσίας σκοτεινής ύλης. Οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις αλλάζουν τις τροχιές των αστεροειδών και των κομητών στέλνοντας κάποιους εξ αυτών κατευθείαν πάνω στη Γη. Αυτό συνέβη σύμφωνα με τον Ραμπίνο και πριν από 65 εκ.έτη. Επίσης ο Ραμπίνο υποστηρίζει ότι η έκθεση της Γης σε αυξημένες ποσότητες σκοτεινής ύλης θερμαίνει τον πυρήνα της με αποτέλεσμα να υπάρχει έντονη ηφαιστειακή και τεκτονική δραστηριότητα στον πλανήτη γεγονός που οδηγεί και αυτό σε μαζικές εξαφανίσεις ειδών. Η νέα θεωρία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Monthly Notices of The Royal Astronomical Society».

http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=678971

[Δροσος Γεωργιος]

Στο «μικροσκόπιο» του CERN νέα υπόθεση για τη σκοτεινή ύλη.

Πειραματικά δεδομένα για ένα καινούριο θεωρητικό μοντέλο, το οποίο υπόσχεται να λύσει το «αίνιγμα» της προέλευσης της σκοτεινής ύλης, θα ξεκινήσουν να συγκεντρώνουν οι επιστήμονες στο CERN, με την έναρξη της κανονικής λειτουργίας του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) από τον προσεχή Μάιο. Το μοντέλο διατυπώθηκε από τον Κρίστοφερ Πέτερσον από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Τσάλμερς στη Σουηδία, ο οποίος μαζί με δύο συναδέλφους του υποστηρίζει ότι

η σκοτεινή ύλη δημιουργείται με τη διάσπαση του μποζονίου Χιγκς.

Η ύπαρξη του μποζονίου Χιγκς επιβεβαιώθηκε το 2011 πάλι στον LHC, αποδεικνύοντας έτσι πως το σωματίδιο και το ομώνυμο πεδίο είναι όντως ο μηχανισμός με τον οποίο αποκτούν μάζα τα υπόλοιπα στοιχειώδη σωμάτια. Με την ανακάλυψη του «σωματιδίου του θεού», όπως είναι το παρατσούκλι του, ουσιαστικά προστέθηκε η τελευταία «ψηφίδα» στο Καθιερωμένο Πρότυπο, το μοντέλο που περιγράφει τα στοιχειώδη σωματίδια της ορατής ύλης και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις, εκτός από τη βαρύτητα.

Την ίδια στιγμή, όμως, το Καθιερωμένο Πρότυπο απέχει αρκετά από το να θεωρηθεί μία πλήρης περιγραφή όλων των «δομικών λίθων» του σύμπαντος. Κι αυτό γιατί δεν μπορεί να εξηγήσει την προέλευση της σκοτεινής ύλης, η οποία αν και δεν εκπέμπει ακτινοβολία, επιδρά με τη βαρύτητά της στους αστέρες και τους γαλαξίες.

Έτσι, ο Πέτερσον με τους δύο συναδέλφους του πρότειναν μια πιθανή εξήγηση, η οποία βασίζεται στη θεωρία της υπερσυμμετρίας, που διπλασιάζει τον αριθμό των στοιχειωδών σωματιδίων του Καθιερωμένου Προτύπου, αντιστοιχώντας σε κάθε σωματίδιο έναν υπερσυμμετρικό «εταίρο». Έτσι, με βάση το μοντέλο των τριών επιστημόνων, το μποζόνιο Χιγκς διασπάται παράγοντας φωτόνια και ένα άγνωστο μέχρι σήμερα σωμάτιο, το οποίο είναι το «συστατικό» της σκοτεινής ύλης.

Η υπόθεσή τους σε λίγο καιρό θα περάσει να είναι απλώς θεωρία, αφού οι ερευνητικές ομάδες των πειραμάτων Atlas και CMS στον LHC θα αρχίσουν να αναζητούν δεδομένα για τις ιδιότητες που θα πρέπει να έχει σε αυτή την περίπτωση το μποζόνιο Χιγκς. «Είναι το όνειρο κάθε επιστήμονα που ασχολείται με τη θεωρητική φυσική», λέει στο σάιτ του Τσάλμερς ο Πέτερσον.

«Το μοντέλο μπορεί να δοκιμασθεί πειραματικά μόνο στον LHC».

Κατά την πρώτη φάση λειτουργίας του επιταχυντή, τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν δεν επαρκούν ούτε για να επιβεβαιώσουν ούτε για να διαψεύσουν την υπόθεση. «Πλέον είμαστε έτοιμοι να ξεκινήσουμε νέες αναλύσεις για τη δοκιμή του μοντέλου, με διαφορετικούς τρόπους και με περισσότερα δεδομένα», αναφέρει η Ζεϊνάπ Ντεμιραγκλί, η οποία εργάζεται στο πείραμα CMS.

Οι ερευνητικές ομάδες του Atlas και του CMS είχαν επαληθεύσει ανεξάρτητα την ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς, ενώ τα δύο πειράματα έχουν διακοπεί από το 2013, όταν σταμάτησε η λειτουργία του επιταχυντή για την αναβάθμισή του. Χάρις στα νέα συστήματα που έχουν εγκατασταθεί στον LHC, από τον επόμενο Μάιο που θα τεθεί ξανά σε λειτουργία, θα μπορούν στο εσωτερικό του να συγκρουσθούν δέσμες σωματιδίων σε ακόμη μεγαλύτερες ταχύτητες.

Με αυτό τον τρόπο, θα προκύψουν μετρήσεις από τις οποίες θα εκτιμηθεί κατά πόσο θα μπορούσε να ισχύει το μοντέλο του Πέτερσον. Ο ίδιος δηλώνει πως περιμένει όσο τίποτα αυτή τη στιγμή.

«Αν βρεθεί πως ευσταθεί το μοντέλο, τότε θα αλλάξει πλήρως ο τρόπος που κατανοούμε τους “δομικούς λίθους” της φύσης», καταλήγει.

http://www.naftemporiki.gr/story/924017/sto-mikroskopio-tou-cern-nea-upothesi-gia-ti-skoteini-uli