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物理学家可能发现了暗物质:“壮丽7”周围的X射线可以是理论粒子的痕迹

时间:2021-12-22 18:52:02 来源:

XMM-Newton(X射线多镜子任务)太空望远镜的艺术渲染。来自XMM-Newton和Chandra X射线空间望远镜的档案数据的研究发现了附近的壮大七个中子恒星高水平的X射线排放的证据,这可能来自称为轴的假想颗粒。

研究人员表示,他们可能发现了理论轴的证据,并且可能是暗物质,在一组中子恒星周围。

由美国能源部伯克利国家实验室(伯克利实验室)的理论物理学领导的新研究表明,从未观察到的术语,称为轴可能是未解释的高能量X射线排放的源泉小组中子恒星。

在20世纪70年代首次理论为基本粒子物理问题的解决方案的一部分,期望在恒星的核心处产生轴,并且在磁场存在下转化为可称为光子的光颗粒。

轴也可以构成暗物质 - 占估计宇宙总质量的85%的神秘的东西,但我们到目前为止只看到了对普通问题的引力影响。即使X射线过量掉落不到轴或暗物质,它仍然可以揭示新物理学。

一种中子恒星的集合,称为壮丽的7,提供了一个优异的试验台,用于可能存在轴轴,因为这些恒星具有强大的磁场,在数百个轻型历年内相对附近 - 并且仅产生低 - X射线和紫外线。

众所周知,他们是非常无聊的,在这种情况下,Benjamin Safdi表示,伯克利实验室物理分部理论集团的部门研究员表示,在1月12日在物理审查信期刊,详细说明过量的轴向解释。

克里斯托弗·甜点,伯克利实验室物理学部门联盟,贡献了这项研究,该研究也促成了研究人员,普林斯顿大学和明尼苏达大学的UC Berkeley研究人员。

如果中子恒星是一种称为pulsar的类型,则它们将具有在不同波长下辐射的有源表面。SAFDI指出,这种辐射会出现在电磁频谱上,并且可以淹没研究人员已经发现的这种X射线签名,或者产生射频信号。但是宏伟的7不是脉冲条件,并且没有检测到这种无线电信号。SAFDI说,其他常见的天体物理解释似乎并不依赖于观察。

如果围绕着壮丽的7围绕中子恒星的物体或物体产生的X射线产生过量,那么可能在研究人员正在使用两个空间卫星的数据集中出现:欧洲航天局的XMM-Newton和美国宇航局的Chandra X射线望远镜。

SAFDI和合作者表示,它仍然很可能出现新的非轴解释,以考虑观察到的X射线过量,尽管它们仍然希望这种解释将在粒子物理学标准模型之外,并且新地面 - 基于空间的实验将确认高能X射线信号的起源。

“我们非常有信心这种过剩存在,非常有信心在这种多余的中有一些新的东西,”Safdi说。“如果我们100%确定我们所看到的是一个新的粒子,那将是巨大的。这将是物理学的革命性。“他说,即使发现不与新的粒子或暗物质相关联,他说:“它会告诉我们这么多关于我们的宇宙,并且会有很多学习。”

Minnesota大学Cocondoctoral研究员在该研究中进行了合作,“我们并不声称我们已经发现了轴的发现,但我们说可以解释额外的X射线光子通过轴。它是X射线光子中过量的令人兴奋的发现,这是一种令人兴奋的可能性,它已经与我们对轴的解释一致。“

如果存在轴,则预计将像恒星中的中微子一样表现出很大的表现,因为两者都有很小的群众,只有很少而且与其他物质相互作用。它们可以在恒星内部生产。被称为中子的不带电颗粒在中子恒星内移动,偶尔通过彼此散射并释放中微子或可能是轴的相互作用。中微子发光过程是中子恒星随着时间的推移冷却的主要方式。

像中微子一样,轴可以能够在星外行驶。宏伟的7星宽敞的强磁场 - 比可以在地球上生产的磁场更强的数十亿次 - 可能导致出去轴转换为光线。

中子恒星是令人难以置信的异国情调的物品,SAFDI指出,大量的建模,数据分析和理论工作进入了最新的研究。研究人员在最新工作中大量使用称为伯克利实验室的劳伦辛集群的超级计算机集团。

这项工作已经在密歇根大学进行,其中SAFDI先前工作过。“如果没有密歇根州和伯克利的高性能超级计算工作,那么这一切都没有可能,”他说。

“有很多数据处理和数据分析进入了这一点。你必须模拟中子明星的内部,以预测在该恒星内部应该产生多少轴。“

SAFDI指出,作为本研究的下一步,白矮星是寻找轴的主要位置,因为它们也具有非常强大的磁场,并且预计是“无X射线环境”。

“这开始非常引人注目,如果我们看到那里的X射线过量,这也是超出标准模型的东西。”他说。

研究人员还可以参加另一个名为Nustar的X射线空间望远镜,帮助解决X射线过度的谜团。

Safdi表示,他对核心铸造的基础实验也令人兴奋,这是太阳能望远镜,通过强大的磁铁检测转换成X射线的轴,以及德国的阿尔卑斯山II,这将使用强大的磁场由于激光撞击屏障的另一侧,因此导致轴转变为屏障的一侧的光颗粒。

由于一系列实验未能提高WIMP的迹象(弱相互作用的大规模粒子),轴轴已经更加受到关注。并且轴的图片不是那么简单 - 它实际上可以成为一个家庭专辑。

可以有数百个轴状颗粒或阿尔卑斯山,其构成暗物质,串理论 - 用于描述宇宙力的候选理论 - 持有许多类型的阿尔卑斯族的可能存在。

参考:Malte Buschmann,Raymond T.Co,Christopher Dessert和Benjamin R. Safdi,1921年1月12日,Malte Buschmann,Malte Buschmann,Malte Buschmann,Raymond T.Co,Christopher Dessert和Benjamin R. Safdi,Malte Pustoper.Doi:
10.1103 / physrevlett.126.021102

该研究得到了美国能源部职业研究计划的支持;先进的研究计算和密歇根大学的Leinweber毕业生奖学金,安娜堡;国家科学基金会;卓越普遍群体的主席理论物理学研究所(MITP)Prisma +; DFG卓越群体的慕尼黑谐波和粒子物理研究所(MIAPP)起源;和Cern理论部门。


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