В будущем это потенциально позволит напрямую обнаружить легкую темную материю

N+1Наука

Темные аксионы ограничили с помощью нейтронных звезд

Никита Козырев

Joshua Foster et al. / Physical Review Letters, 2020

Ученые использовали данные об излучении нейтронных звезд в радиодиапазоне для поиска аксионов — гипотетических элементарных частиц, претендующих на принадлежность к темной материю. Физики воспользовались тем, что сильное магнитное поле от нейтронных звезд должно приводить к переходу темных аксионов в фотоны, которые уже можно зарегистрировать на Земле с помощью радиотелескопов. Исследователям не удалось зарегистрировать такие процессы, но полученные ограничения на константу взаимодействия превзошли другие эксперименты в части диапазона масс, а совершенствование метода и новые телескопы в будущем потенциально позволят использовать нейтронные звезды для обнаружения легчайших частиц темной материи. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

 

Физики уже давно научились с высокой точностью предсказывать характеристики материи с помощью Стандартной модели: поиск отклонений экспериментальных данных от прогнозов этой общепринятой теории вырос в отдельную область физики частиц. Тем не менее Стандартной модели недостаточно для полного описания нашего мира, даже если забыть про не входящую в нее гравитацию. К примеру, в рамках этой теории нельзя объяснить аномально высокую скорости вращения внешних областей галактик и эффект гравитационного линзирования: для этого недостаточно присутствия во Вселенной только видимой материи. Эта проблема решается, если предположить, что во вселенной существует еще не известная нам форма материи, которая и играет роль скрытой массы в описанных выше явлениях. Ее существование предсказывается и из данных о флуктуациях в температуре реликтового излучения. Из-за того, что она не должна быть видима напрямую, такой гипотетической форме материи дали общее название — темная материя.

Существует множество предположений о форме, в которой могла бы существовать темная материя: от легчайших стерильных нейтрино до тяжелых вимпов. Одним из альтернативных кандидатов на роль частиц темной материи является темный аксион — гипотетическая сверхлегкая нейтральная элементарная частица. Помимо объяснения природы темной материи, существование аксионов позволило бы приблизиться к объяснению и сильной CP-проблемы — еще одной неточности предсказаний Стандартной модели, заключающейся в отсутствии нарушений CP-симметрии в квантовой хромодинамике. На практике эта проблема проявляется, к примеру, в том, что по последним экспериментальным данным у нейтрона нет электрического дипольного момента, причем погрешность этих результатов в триллион раз меньше, чем предсказываемое теорией абсолютное значение самого дипольного момента. Именно в попытке объяснить CP-инвариантность квантовой хромодинамики Роберто Печчеи и Хелен Квинн постулировали существование аксиона в 1977 году. Однако ни аксионы в рамках Стандартной модели, ни их темные аналоги,

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Стекло, которое замедляет свет Стекло, которое замедляет свет

Как физикам удалось замедлить свет?

Популярная механика
55 м² 55 м²

Отсутствие окон в спальнях не помешало Борису Денисюку оформить квартиру

AD
Экономика доверия: как осторожность граждан сказывается на развитии страны Экономика доверия: как осторожность граждан сказывается на развитии страны

Уровень ВВП в России мог быть выше, если бы мы друг другу доверяли

Forbes
Сотворение миллиардера. Эссе Пола Грэма о том, как пройти интервью в Y Combinator и стать богатым Сотворение миллиардера. Эссе Пола Грэма о том, как пройти интервью в Y Combinator и стать богатым

Пол Грэм рассказывает о том, как устроиться в Y Combinator

Inc.
Более «Обычная женщина»: каким получилось продолжение одного из лучших российских сериалов Более «Обычная женщина»: каким получилось продолжение одного из лучших российских сериалов

Рассказываем, что получилось из сериала «Обычная женщина 2» Натальи Мещаниновой

Forbes
5 мифов о созависимости 5 мифов о созависимости

Что порождает множество ложных убеждений о состоянии созависимости

Psychologies
«Анастасия» — на «Титанике», а «Холоп» — на «Льду». Почему «Серебряные коньки» — самый симпатичный в этом году праздничный фильм «Анастасия» — на «Титанике», а «Холоп» — на «Льду». Почему «Серебряные коньки» — самый симпатичный в этом году праздничный фильм

«Серебряные коньки» — святочный рассказ, блокбастер и диснеевская сказка

Esquire
Древние боги смерти и разрушения, которые были куда кровожаднее дьявола Древние боги смерти и разрушения, которые были куда кровожаднее дьявола

Должен же кто-то делать эту работу!

Maxim
Как встретить Новый год несколько раз подряд Как встретить Новый год несколько раз подряд

Мы предлагаем встретить Новый год несколько раз с разными странами

Maxim
«Шанс понять, как развивалась Земля» «Шанс понять, как развивалась Земля»

Чего ждут ученые от новой порции лунного грунта

Огонёк
Киригами помогло вырезать из нитрида кремния наноразмерные подвижные «лепестки» Киригами помогло вырезать из нитрида кремния наноразмерные подвижные «лепестки»

Новые наноразмерные структуры пригодятся в МЭМС-устройствах

N+1
С Нового года С Нового года

Некоторые читательницы начали худеть сразу после Нового года

Худеем правильно
Геннадий Сахаров: «Цифровизация как фундамент стройкомплекса» Геннадий Сахаров: «Цифровизация как фундамент стройкомплекса»

Какие компетенции сегодня нужны строителям и где их взять

РБК
В якутской мерзлоте нашли отлично сохранившуюся тушу молодого шерстистого носорога В якутской мерзлоте нашли отлично сохранившуюся тушу молодого шерстистого носорога

Этот шерстистый носорог дожил до трех-четырех лет, после чего утонул

N+1
Житие несвятого Диего: история невероятного успеха и падения в новом фильме про Марадону Житие несвятого Диего: история невероятного успеха и падения в новом фильме про Марадону

Документальный фильм о том, как мальчик из Буэнос-Айреса стал богом Неаполя

Forbes
Комбайны: современные, российские Комбайны: современные, российские

Чем хороши современные модели отечественных комбайнов

Популярная механика
Опасная шестерка: самые частые болезни у мужчин и женщин Опасная шестерка: самые частые болезни у мужчин и женщин

Топ-3 самых частых болезней у мужчин и женщин

Cosmopolitan
Какие привычки коллег вас раздражают? Какие привычки коллег вас раздражают?

Перекуры, сплетни, хамство — далеко неполный список раздражающих привычек коллег

СНОБ
Кто куда, а я – в баню! Кто куда, а я – в баню!

Баня никогда не выходит из моды

Здоровье
Судьба во власти планет: что такое натальная карта и как ее рассчитать Судьба во власти планет: что такое натальная карта и как ее рассчитать

По натальной карте можно многое узнать о характере человека

Cosmopolitan
Признаки беременности: как распознать их до задержки Признаки беременности: как распознать их до задержки

Какие бывают признаки беременности на ранних сроках?

Cosmopolitan
Абьюз, наркотики, амнезия: драматичная жизнь звезды “Друзей” Мэттью Перри Абьюз, наркотики, амнезия: драматичная жизнь звезды “Друзей” Мэттью Перри

Мэттью Перри много лет борется с лекарственной и наркотической зависимостью

Cosmopolitan
Честность и преданность, но без перфекционизма: как стать инфлюенсером для команды Честность и преданность, но без перфекционизма: как стать инфлюенсером для команды

Как помочь команде добиться большего, не прибегая к принуждению и манипуляциям

Forbes
Личная жизнь Анны Австрийской Личная жизнь Анны Австрийской

Анна Австрийская считалась самой красивой женщиной Европы своего времени

Дилетант
Всё только начинается Всё только начинается

Леонид Барац об отцовстве, кризисе среднего возраста в кино и в жизни

OK!
Девочки из нашего детства: судьбы юных героинь советского кино Девочки из нашего детства: судьбы юных героинь советского кино

Как сложилась жизнь юных актрис после славы?

Cosmopolitan
Ученые обнаружили в ядовитой пещере огромную многоножку: миллионы лет под землей Ученые обнаружили в ядовитой пещере огромную многоножку: миллионы лет под землей

В древней пещере Мовиле ученые нашли весьма необычных существ

Популярная механика
Чем отличается мозг творческого человека Чем отличается мозг творческого человека

Предлагаем заглянуть внутрь креативного мозга

GQ
Верные слуги короля Верные слуги короля

С XVII века королевские мушкетёры стали привилегированными войсками

Дилетант
Как дарвиновская теория полового отбора объясняет животный мир — и нас самих. Отрывок из книги Как дарвиновская теория полового отбора объясняет животный мир — и нас самих. Отрывок из книги

Фрагмент из книги «Эволюция красоты»

СНОБ
Открыть в приложении