ในใจกลางของกลุ่มกาแลคซีที่อยู่ห่างออกไป 200 ล้านปีแสงนักดาราศาสตร์ล้มเหลวในการตรวจจับอนุภาคสมมุติที่เรียกว่าแกน
สิ่งนี้ทำให้ข้อ จำกัด ใหม่เกี่ยวกับวิธีที่เราเชื่อว่าอนุภาคเหล่านี้ทำงานได้ - แต่มันก็มีความหมายที่สำคัญสำหรับและการพัฒนาทฤษฎีของทุกสิ่งที่อธิบายถึงวิธีการทำงานของจักรวาลทางกายภาพ
"จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ฉันไม่รู้ว่านักดาราศาสตร์เอ็กซเรย์นำมาสู่โต๊ะเมื่อพูดถึงทฤษฎีสตริง แต่เราสามารถมีบทบาทสำคัญได้"Christopher Reynolds นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กล่าวในสหราชอาณาจักรกล่าว-
"ถ้าตรวจพบอนุภาคเหล่านี้ในที่สุดก็จะเปลี่ยนฟิสิกส์ตลอดไป"
เมื่อพูดถึงการทำความเข้าใจว่าจักรวาลทำงานอย่างไรเราได้พัฒนาเฟรมเวิร์กที่ดีงาม หนึ่งคืออธิบายว่าฟิสิกส์ทำงานอย่างไรในระดับมหภาค อีกอย่างหนึ่งคือกลไกควอนตัมซึ่งอธิบายว่าสิ่งต่าง ๆ มีพฤติกรรมในระดับอะตอมและอะตอม
ปัญหาใหญ่คือทั้งสองเฟรมเวิร์กที่มีชื่อเสียงไม่ได้เข้ากัน สัมพัทธภาพทั่วไปไม่สามารถปรับขนาดลงไปยังระดับควอนตัมและกลศาสตร์ควอนตัมไม่สามารถปรับขนาดได้ มีความพยายามมากมายที่จะให้พวกเขาเล่นได้ดีพัฒนาสิ่งที่เรียกว่าทฤษฎีของทุกสิ่ง
หนึ่งในผู้สมัครที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการแก้ไขความแตกต่างระหว่างสัมพัทธภาพทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัมคือสิ่งที่เรียกว่าทฤษฎีสตริงซึ่งเกี่ยวข้องกับการแทนที่อนุภาคที่มีลักษณะคล้ายจุดในฟิสิกส์อนุภาคที่มีสายเล็ก ๆ ที่สั่นสะเทือนหนึ่งมิติ
นอกจากนี้หลายรูปแบบของทฤษฎีสตริงทำนายการมีอยู่ของแกน-อนุภาคมวลต่ำพิเศษที่ตั้งสมมติฐานเป็นครั้งแรกในปี 1970 เพื่อแก้ไขคำถามว่าทำไมกองกำลังอะตอมที่แข็งแกร่งตามสิ่งที่เรียกว่าความสมมาตรเมื่อรุ่นส่วนใหญ่บอกว่าพวกเขาไม่จำเป็นต้อง เมื่อมันปรากฏออกมาทฤษฎีสตริงก็ทำนายอนุภาคจำนวนมากที่ทำตัวเหมือนแกนเรียกว่าอนุภาคคล้ายแกน
หนึ่งในคุณสมบัติของอนุภาคที่มีลักษณะคล้ายแกนคือพวกเขาสามารถแปลงเป็นโฟตอนเมื่อผ่านสนามแม่เหล็ก และในทางกลับกันโฟตอนสามารถแปลงเป็นอนุภาคคล้ายแกนเมื่อพวกเขาผ่านสนามแม่เหล็ก ความน่าจะเป็นของสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ รวมถึงความแข็งแรงของสนามแม่เหล็กระยะทางที่เดินทางและมวลของอนุภาค
นี่คือที่ที่ Reynolds และทีมของเขาเข้ามาพวกเขาใช้หอดูดาวเอ็กซ์เรย์จันทราเพื่อศึกษานิวเคลียสที่ใช้งานอยู่ของกาแลคซีที่เรียกว่าNGC 1275นั่นอยู่ห่างออกไปประมาณ 237 ล้านปีแสงที่เป็นหัวใจของกาแลคซีที่เรียกว่าคลัสเตอร์ Perseus
การสังเกตแปดวันของพวกเขาจบลงด้วยการบอกพวกเขาแทบไม่มีอะไรเกี่ยวกับ- แต่พวกเขาก็ตระหนักว่าข้อมูลสามารถใช้เพื่อค้นหาอนุภาคที่มีลักษณะคล้ายแกน
"แสงเอ็กซ์เรย์จาก NGC1275 จำเป็นต้องผ่านก๊าซร้อนของคลัสเตอร์ Perseus และก๊าซนี้เป็นแม่เหล็ก"Reynolds อธิบาย-
"สนามแม่เหล็กค่อนข้างอ่อนแอ (มากกว่า 10,000 เท่าที่อ่อนแอกว่าสนามแม่เหล็กที่พื้นผิวโลก) แต่โฟตอนเอ็กซ์เรย์จำเป็นต้องเดินทางระยะทางมหาศาลผ่านสนามแม่เหล็กนี้หมายความว่ามีโอกาสเพียงพอสำหรับการเปลี่ยนโฟตอนเหล่านี้ให้กลายเป็นอนุภาคคล้ายแกนแกน
เนื่องจากความน่าจะเป็นของการแปลงขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของโฟตอนเอ็กซ์เรย์การสังเกตควรเปิดเผยการบิดเบือนเนื่องจากความยาวคลื่นบางอย่างกำลังถูกแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าคนอื่น ๆ มันใช้เวลาประมาณหนึ่งปีในการทำงานอย่างหนัก แต่ในที่สุดก็ไม่พบการบิดเบือนดังกล่าว
ซึ่งหมายความว่าทีมสามารถแยกแยะการมีอยู่ของแกนในช่วงมวลชนการสังเกตของพวกเขามีความอ่อนไหวต่อ - ลงไปประมาณหนึ่งล้านของมวลของอิเล็กตรอน
"การวิจัยของเราไม่ได้แยกแยะการมีอยู่ของอนุภาคเหล่านี้ แต่มันก็ไม่ได้ช่วยกรณีของพวกเขา"นักดาราศาสตร์เฮเลนรัสเซลจากมหาวิทยาลัยน็อตติงแฮมกล่าวในสหราชอาณาจักร-
"ข้อ จำกัด เหล่านี้ขุดเข้าไปในช่วงของคุณสมบัติที่แนะนำโดยทฤษฎีสตริงและอาจช่วยนักทฤษฎีสตริงวัชพืชทฤษฎีของพวกเขา"
การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์-
