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

Новый светоактивный материал способен сохранять потенциальную энергию в течение месяцев и лет Новый светоактивный материал способен сохранять потенциальную энергию в течение месяцев и лет

Исследователи разработали материал, который может накапливать энергию месяцами

National Geographic
Режиссер «Обратной связи» Алексей Нужный: «В России человек хочет одно, а делает что-то другое» Режиссер «Обратной связи» Алексей Нужный: «В России человек хочет одно, а делает что-то другое»

Режиссер Алексей Нужный рассказывает о своем новом фильме «Обратная связь»

Maxim
Как правильно рассчитать фокусное расстояние Как правильно рассчитать фокусное расстояние

Как правильно опоределить фокусное расстояние, чтобы все вписались в кадр

CHIP
Правила жизни Стивена Спилберга Правила жизни Стивена Спилберга

Правила жизни режиссера Стивена Спилберга

Esquire
Ученые назвали причины, по которым ты можешь «точно помнить» то, чего не было Ученые назвали причины, по которым ты можешь «точно помнить» то, чего не было

Почему мы иногда обманываем сами себя

Maxim
15 мыслей Алексея Мишина 15 мыслей Алексея Мишина

Профессор фигурного катания рассказал о новом ледниковом периоде

GQ
Телескопы LAMOST и Gaia помогли найти 43 звезды, которые могут покинуть Млечный Путь Телескопы LAMOST и Gaia помогли найти 43 звезды, которые могут покинуть Млечный Путь

Ученые обнаружили звезды на основе данных Большого многоцелевого спектроскопа

National Geographic
Атака этажерок-убийц. История первых самолетов-бомбардировщиков Атака этажерок-убийц. История первых самолетов-бомбардировщиков

История бомбардировщиков «Ильи Муромца» и «Цеппелин-Штаакена»

Maxim
10 необычных моделей Lada, которые не пошли в серию 10 необычных моделей Lada, которые не пошли в серию

Знаковые прототипы АвтоВАЗа, которые так и не добрались до конвейера

РБК
Долой финансовую зависимость: как выстроить раздельный семейный бюджет Долой финансовую зависимость: как выстроить раздельный семейный бюджет

Как быть на равных с партнером и строить финансовые отношения по-взрослому?

Cosmopolitan
Черепаха, которая дышит задом Черепаха, которая дышит задом

Elusor macrurus – одна из крупнейших пресноводных черепах в Австралии

National Geographic
Мораль vs прибыль: почему благотворительные фонды имеют право зарабатывать деньги Мораль vs прибыль: почему благотворительные фонды имеют право зарабатывать деньги

Как НКО могут самостоятельно зарабатывать на свое существование?

Forbes
Самые дорогие грампластинки, когда-либо купленные коллекционерами Самые дорогие грампластинки, когда-либо купленные коллекционерами

Чья пластинка стоила больше миллиона долларов?

Maxim
Остановись, мгновенье! Остановись, мгновенье!

Актриса Мария Миронова второй раз стала мамой год с небольшим назад

OK!
Взлет разрешен Взлет разрешен

Ученик Николая Цискаридзе, который воспарил до Спартака, Зигфрида и Щелкунчика

GQ
Николай Дроздов, Александр Паль, Андрей Рублев и другие ведущие специалисты НИИ мужского костюма Николай Дроздов, Александр Паль, Андрей Рублев и другие ведущие специалисты НИИ мужского костюма

Костюм – хитро придуманное и сложно скроенное секретное оружие каждого мужчины

GQ
На Марсе разглядели символы Рождества: ангела с нимбом и сердце На Марсе разглядели символы Рождества: ангела с нимбом и сердце

Причудливые рисунки возникли в результате сублимации льда

National Geographic
Цена счастья Цена счастья

За деньги счастье не купишь?

Robb Report
Кухня в виртуальном, корпоративном и прочих измерениях Кухня в виртуальном, корпоративном и прочих измерениях

Как Первая мебельная фабрика разработала новую стратегию продаж в пандемию

Эксперт
Территория уюта Территория уюта

Небольшой домик в стиле фьюжн для семейных и дружеских обедов

SALON-Interior
«Стол № 5»: кому нужна диета, рецепты и мнение эксперта «Стол № 5»: кому нужна диета, рецепты и мнение эксперта

В чем причина популярности диеты под названием «Стол № 5»?

РБК
6 самых важных частей резюме, на которые стоит обратить внимание (и что в них указать) 6 самых важных частей резюме, на которые стоит обратить внимание (и что в них указать)

От этого могут зависеть твои шансы получить работу

Playboy
Лёля Кантор-Казовская: «Архивы — это место настоящей страсти» Лёля Кантор-Казовская: «Архивы — это место настоящей страсти»

Искусствовед Лёля Кантор-Казовская рассказывает о своей жизни и искусстве

Arzamas
10 мужских кухонных лайфхаков с овощечисткой 10 мужских кухонных лайфхаков с овощечисткой

Не спеши отказываться от удивительного кухонного инструмента овощечистки!

Maxim
«Родить успею»: как женщины в XIX веке выбрали образование и карьеру «Родить успею»: как женщины в XIX веке выбрали образование и карьеру

Отрывок из книги «Сметая запреты» о русской сексуальной культуре XI-XX веков

Forbes
Геннадий Гладков: «Солнце взойдет!» Геннадий Гладков: «Солнце взойдет!»

Геннадий Гладков — о мюзиклах, работе с Марком Захаровым и Яном Фридом

Эксперт
Диета «Любимая»: примеры рациона и комментарии нутрициолога Диета «Любимая»: примеры рациона и комментарии нутрициолога

В чем причина популярности диеты, о которой не слышали западные врачи?

РБК
«Спать вместе, но сугубо иронически»: отрывок из дебютного романа Салли Руни «Спать вместе, но сугубо иронически»: отрывок из дебютного романа Салли Руни

Фрагмент из дебютном романа Салли Руни о близости и дружбе

Forbes
Крупнейший проект по изучению глубин Атлантики привел к открытию 12 новых видов Крупнейший проект по изучению глубин Атлантики привел к открытию 12 новых видов

Проект ATLAS установил золотой стандарт для морских исследований

National Geographic
80 м² 80 м²

Как сохранить в квартире атмосферу 1970-х годов, при этом обойтись без винтажа?

AD
Открыть в приложении