Μπορεί ένα νέο προτεινόμενο σωματίδιο να βοηθήσει για την ανίχνευση της σκοτεινής ύλης;

Νέο υποψήφιο «συστατικό» 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 μέσα. 
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.

ΣΑΤΕΡΣΤΟΚ

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.

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.

Λύθηκε το κοσμικό μυστήριο; Εντοπίστηκε πιθανό σήμα της σκοτεινής ύλης

Επιστήμονες του EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne / Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάννης) έχουν λάβει μια άτυπη εκπομπή φωτονίων σε ακτίνες-Χ που προέρχεται από το διάστημα, και λένε ότι θα μπορούσε να αποτελεί ένδειξη για την ύπαρξη ενός σωματιδίου της σκοτεινής ύλης.

Δορυφόρος μελετά την εκπομπή ακτίνων-Χ από την ύλη που πέφτει στη μαύρη τρύπα στο κέντρο ενός γαλαξία

© Image courtesy of Ken Crawford

Σχήμα 1: Η φωτογραφία του γαλαξία NGC 3227.

Η αόρατη σκοτεινή ύλη μπορεί να εμφανιστεί σε σήματα GPS

Credit: NASA/Hubble

Οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι η ορατή ύλη στο Σμήνος της Πανδώρας, δημιουργεί μόνο μέχρι πέντε τοις εκατό της μάζας του. Πιστεύουν ότι το υπόλοιπο αποτελείται από τη σκοτεινή ύλη.

Οι δορυφόροι GPS μπορούν να ανιχνεύσουν τη σκοτεινή ύλη;

SHUTTERSTOCK

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

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.

Η σκοτεινή ύλη μπορεί να είναι οκγώδης: Οι θεωρητικοί προτείνουν ότι το Καθιερωμένο Πρότυπο μπορεί να ευθύνεται γι' αυτό

Credit: NASA, N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Racah Institute of Physics/The Hebrew University), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI),G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), the ACS Science Team and ESA

Ένα τεράστιο σμήνος κιτρινωπών γαλαξιών, φαινομενικά έχουν πιαστεί σε ένα κόκκινο και μπλε "ιστό αράχνης" από παράξενους παραμορφωμένους γαλαξίες υποβάθρου, δημιουργώντας μια μαγευτική εικόνα από τη νέα προηγμένη φωτογραφική μηχανή για έρευνες στο διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ της ΝΑΣΑ. Για να "δημιουργήσει" αυτή την πρωτόγνωρη εικόνα του σύμπαντος, το Χαμπλ κοίταξε κατευθείαν μέσα από το κέντρο ενός από τα πιο τεράστια γνωστά σμήνη γαλαξιών , ονομάζεται Αμπελ 1689. Η βαρύτητα του συμπλέγματος των τρισεκατομμυρίων άστρων - συν τη σκοτεινή ύλη - λειτουργεί ως ένας 2-εκατομμυρίων-ετών φωτός-ευρυγώνιος φακός στο διάστημα. Αυτός ο βαρυτικός φακός κάμπτει και μεγεθύνει το φως των γαλαξιών που βρίσκονται πολύ πίσω από αυτόν. Μερικά από τα πιο εξασθενημένα αντικείμενα στην εικόνα είναι πιθανότατα πάνω από 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά (τιμή μετατόπισης προς το ερυθρό 6). Ο ισχυρός βαρυτικός εστιασμός, όπως παρατηρείται από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, το Αμπελ 1689 δείχνει την παρουσία της σκοτεινής ύλης.

Το σύμπαν θα καταλήξει σε έναν «έρημο και άδειο» χώρο;

Το σκοτεινό μέλλον του σύμπαντος

Credit: Sloan Digital Sky Survey

Κοσμολόγοι χρησιμοποιούν γαλαξίες που παρατηρήθηκαν από το Sloan Digital Sky Survey για να μελετήσουν την φύση της σκοτεινής ενέργειας

Οι κοσμολόγοι βασίστηκαν σε πρόσφατα αστρονομικά δεδομένα, η ανάλυση των οποίων υποδεικνύει πως η σκοτεινή ενέργεια αυξάνεται εις βάρος της σκοτεινής ύλης, καθώς αλληλεπιδρά μαζί της. 

Ένα δυσοίωνο μέλλον προβλέπει για το σύμπαν πρόσφατη έρευνα κοσμολόγων από τα πανεπιστήμια του Πόρτσμουθ και της Ρώμης, η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review Letters [arxiv.org PDF] της Αμερικανικής Ένωσης Φυσικών. 

Ο Ήλιος εκπέμπει σκοτεινή ύλη;

«Ανεξήγητο σήμα»

  (Φωτογραφία:  NASA/SDO )

Υποθετικά σωματίδια που ονομάζονται αξιόνια ίσως πηγάζουν από τον πυρήνα του Ήλιου

Λέστερ, Βρετανία

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.

Λύθηκε το «αίνιγμα» της σκοτεινής ύλης;

Credit: University of Leicester

Η ροή των αξιονίων από τον Ήλιο (μπλε) και η μετατροπή τους σε ακτίνες Χ (πορτοκαλί) οι οποίες ανιχνεύονται από το παρατηρητήριο XMM-Newton.

Ανακάλυψη του βρετανικού πανεπιστήμιου του Λέστερ υποδεικνύει πως η σκοτεινή ύλη αποτελείται από αξιόνια, ανοίγοντας έτσι τον δρόμο για την πληρέστερη κατανόηση του σύμπαντος.

Η σκοτεινή ύλη είναι μισή απ' ότι πιστεύαμε, λένε οι επιστήμονες

Credit: ESO/L. Calçada

Καλλιτεχνική απεικόνιση από το Γαλαξία μας και φωτοστέφανο σκοτεινής ύλης του (εμφανίζεται σε μπλε χρώμα, αλλά στην πραγματικότητα είναι αόρατο).

Είδαν στο μικροσκόπιο σωματίδιο ύλης και αντιύλης

Επιστήμονες στις ΗΠΑ πέτυχαν επιτέλους αυτό που πολλοί φυσικοί προσπαθούσαν να κάνουν εδώ και δεκαετίες: να δουν για πρώτη φορά στο μικροσκόπιο το μυστηριώδες σωματίδιο Ματζοράνα, το οποίο είναι άκρως ″εξωτικό″, καθώς συμπεριφέρεται ταυτόχρονα ως ύλη και αντιύλη. Το επίτευγμα, πέρα από τη σημασία του για τη θεμελιώδη φυσική, μπορεί να έχει και μελλοντικές πρακτικές εφαρμογές, αξιοποιούμενο για τη δημιουργία ισχυρότερων κβαντικών υπολογιστών.

Η ερμηνεία της αντιύλης

Δείτε επίσης: Τι είναι η αντιύλη

Πηγή: physicsgg.me

Σκοτεινή ύλη: νέα αποτελέσματα από το πείραμα AMS στο διάστημα

Τα νέα αποτελέσματα από το πείραμα του Άλφα Μαγνητικού Φασματομέτρου (AMS) δείχνουν πιθανή ένδειξη «ανίχνευσης» σκοτεινής ύλης.

To Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο ή AMS (Alpha Magnetic Sectrometer) στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

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

Πέντε λόγοι για τους οποίους πρέπει να υπάρχει σκοτεινή ύλη

Η σκοτεινή ύλη αποτελεί αναμφίβολα ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της σύγχρονης επιστήμης. Με την επίδραση της βαρύτητάς της επηρεάζει την κίνηση άστρων, γαλαξιών, ακόμη και την εξέλιξη του ίδιου του Σύμπαντος.
Κι όμως, αν και έχει μάζα τουλάχιστον πέντε φορές μεγαλύτερη από τη συνήθη ύλη, οι επιστήμονες δε γνωρίζουν ποια σωματίδια την απαρτίζουν. Εκατοντάδες πειράματα σε όλο τον κόσμο προσπαθούν να επαληθεύσουν κάποια από τις πιθανές θεωρίες που θα μπορούσαν να εξηγήσουν την προέλευση της δίχως όμως επιτυχία. Ποιοι είναι όμως οι λόγοι για τους οποίους οι περισσότεροι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι πως η σκοτεινή ύλη υπάρχει;

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

Πιθανή ένδειξη σκοτεινής ύλης

NASA/CXC/SAO/E.Bulbul/Chandra X-ray Observatory Center

Οι γαλαξίες βρίσκονται συνήθως σε μεγαλύτερους σχηματισμούς οι οποίοι αποκαλούνται γαλαξιακά σμήνη. Στη φωτογραφία το γαλαξιακό σμήνος του Περσέα.

Σύμφωνα με νέες παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτινών χ Chandra, στο φως που εκπέμπουν μεγάλα γαλαξιακά σμήνη όπως αυτό του Περσέα ίσως να κρύβεται η υπογραφή ενός υποθετικού μέχρι σήμερα σωματιδίου που σχετίζεται με τη σκοτεινή ύλη.

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 (ΕΔΩ)και Boyarsky et al(ΕΔΩ), 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.

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.

Μυστηριώδες σήμα ακτίνων-Χ ιντριγκάρει τους αστρονόμους

Εικόνες ακτίνων-Χ του γαλαξιακού σμήνους Περσέα

(Credit: Chandra: NASA/CXC/SAO/E.Bulbul, et al.; XMM: ESA)

AMS: ανιχνεύθηκε σκοτεινή ύλη στον Διαστημικό Σταθμό;

To Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο ή AMS (Alpha Magnetic Sectrometer) λειτουργεί στον Διεθνή 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;

Περιοδική πηγή κινδύνου η σκοτεινή ύλη

NASA

Οι περισσότεροι επιστήμονες συμφωνούν πως για την εξαφάνιση των δεινοσαύρων ευθύνεται η σύγκρουση του πλανήτη μας με ένα αστεροειδή, η οποία πυροδότησε μία περίοδο παγετώνων που με τη σειρά της εξαφάνισε το 75% των ειδών που ζούσαν στη Γη.