ดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กนำเสนอราวกับว่ามองเห็นได้ ในทางทฤษฎีฟิลด์เหล่านี้สามารถแปลงแกน QCD เป็นรังสีแกมม่าที่เราสามารถตรวจจับได้ แต่เพียงสิบวินาทีเท่านั้น
เครดิตภาพ: Casey Reed, ความอนุเคราะห์จาก Penn State (CC BY-NC 3.0-
มีการทดสอบสำหรับคำอธิบายชั้นนำสำหรับธรรมชาติของสสารมืด แต่มันขึ้นอยู่กับการจับซุปเปอร์โนวาในช่วงเวลาของการระเบิด แม้ว่าตอนนี้เราจะทำเช่นนั้นบ่อยครั้งซูเปอร์โนวาจำเป็นต้องใกล้ชิดกว่าที่เราเคยเห็นมานานหลายทศวรรษและเราต้องมีกล้องโทรทรรศน์แกมม่าเรย์ชี้ไปในทิศทางที่ถูกต้องเมื่อมันเกิดขึ้น ทีมนักวิทยาศาสตร์กำลังใช้สถานการณ์นี้เพื่อโต้แย้งการเปิดตัวดาวเทียมแกมม่าเรย์มากขึ้นดังนั้นเราจึงสามารถมีท้องฟ้าปกคลุมเมื่อเหตุการณ์เกิดขึ้น
หลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของสสารมืดได้เห็นเมื่อศตวรรษที่แล้วและมันก็มี- อย่างไรก็ตามความพยายามที่จะระบุมากกว่าเศษส่วนเล็ก ๆ ล้มเหลว ภารกิจที่ไม่ประสบความสำเร็จมายาวนานในการค้นหาเรื่องส่วนใหญ่ของจักรวาลเริ่มถูกใช้โดยศัตรูของวิทยาศาสตร์เป็นหลักฐานสำหรับความล้มเหลวและคำอธิบายทางเลือกคือแม้ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์เพียงไม่กี่คนก็พบว่าพวกเขามีเหตุผล
บางทีในเรื่องลึกลับที่ดีที่สุดนักสืบต้องการการพักโชคดี
คำอธิบายอย่างหนึ่งสำหรับสิ่งที่เรามีและไม่เคยเห็นคือสสารมืดนั้นประกอบไปด้วยอนุภาคเชิงทฤษฎีที่มีมวลเล็ก ๆ ได้รับการชดเชยด้วยความอุดมสมบูรณ์ที่น่าอัศจรรย์ของพวกเขา QCD Axions ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากนักฟิสิกส์สตริงแตกต่างจากอนุภาคสสารมืดที่เสนออื่น ๆ ซึ่งพวกเขามีปฏิสัมพันธ์กับกองกำลังพื้นฐานอื่น ๆ นอกเหนือจากแรงโน้มถ่วง แต่มีมวลสูงสุด 32 เท่าของอิเล็กตรอน 32 เท่า
น่าเสียดายที่ QCD Axions จะอยู่ที่ขอบของความสามารถของเราในการตรวจจับพวกเขาด้วยเครื่องมือที่มีอยู่เนื่องจากความอ่อนแอที่ยอดเยี่ยมของการโต้ตอบกับกองกำลังที่ไม่ใช่สาม ความพยายามได้ทำมา 40 ปีโดยใช้วิธีการที่หลากหลาย แต่เช่นเดียวกับการค้นหาสสารมืดอื่น ๆ อีกมากมายยังไม่ประสบความสำเร็จ
เราคาดหวังว่าถ้าแกนเป็นจริงSupernovae (ทุกประเภทอื่นนอกเหนือจาก) ผลิตจำนวนมหาศาลในไม่กี่วินาทีแรก นั่นไม่ได้มีประโยชน์มากนักถ้าเราไม่สามารถตรวจจับได้ แต่แบบจำลองของพฤติกรรม Axion เสนอการโต้ตอบกับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะแปลงผู้ที่ผ่านสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งเป็นรังสีแกมมา
ดาวนิวตรอนที่ผลิตโดยมักจะมีสนามแม่เหล็กที่มีความแข็งแกร่งที่ต้องการดร. เบนจามิน Safdi แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์และเพื่อนร่วมงานโต้แย้ง ไม่เพียง แต่เราสามารถตรวจจับรังสีแกมม่าเหล่านี้ได้ แต่เรายังสามารถแยกแยะความแตกต่างจากซุปเปอร์โนวาที่ปล่อยออกมาโดยตรง
มีเพียงสองแมลงวันในครีมนี้ อย่างแรกคือการตรวจจับรังสีแกมม่าอดีตแกนกลางพอที่จะสามารถเชื่อได้ว่าซูเปอร์โนวาจะต้องอยู่ใกล้ ๆ เป็นการดีที่มันจะอยู่ในทางช้างเผือก แต่การระเบิดส่วนใหญ่ในกาแลคซีดาวเทียมหนึ่งแห่งที่ล้อมรอบเราก็จะเหมาะสม Safdi และผู้เขียนร่วมคำนวณ
นั่นหมายความว่าเราอาจรอสักครู่ เราไม่ได้เห็นซูเปอร์โนวาในทางช้างเผือกมานานกว่า 400 ปีแม้ว่าบางคนอาจเกิดขึ้น แต่ถูกซ่อนอยู่ด้วยฝุ่น ความอุดมสมบูรณ์ของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ใน(LMC) สร้างโอกาสซูเปอร์โนวาจำนวนมาก แต่อันสุดท้ายที่ยังคงมีอยู่เมื่อ 37 ปีก่อนในรูปแบบของ- ดีที่สุดที่จะไม่กลั้นหายใจ
"ถ้าเราจะได้เห็นซุปเปอร์โนวาเช่นซูเปอร์โนวา 1987a ด้วยกล้องโทรทรรศน์แกมม่าเรย์ที่ทันสมัยเราจะสามารถตรวจจับหรือออกกฎ Axion QCD นี้ได้ Axion ที่น่าสนใจที่สุดนี้ในพื้นที่พารามิเตอร์ส่วนใหญ่-โดยเฉพาะพารามิเตอร์ทั้งหมด พื้นที่ที่ไม่สามารถตรวจสอบได้ในห้องปฏิบัติการและพื้นที่พารามิเตอร์ส่วนใหญ่ที่สามารถตรวจสอบในห้องปฏิบัติการได้เช่นกัน "Safdi กล่าวในกคำแถลง-
แผนผังแสดง axion ที่เกิดขึ้นในการล่มสลายของแกนซูเปอร์โนวาที่ถูกแปลงเป็นรังสีแกมม่าโดยสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและไปถึงโลกที่เหมาะสำหรับดาวเทียมแกมม่าเรย์
เครดิตรูปภาพ: Benjamin Safdi, UC Berkeley
เราไม่สามารถทำอะไรเกี่ยวกับภัยแล้งซูเปอร์โนวาได้ แต่เราสามารถจัดการกับอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นได้ รังสีแกมม่าที่คาดว่าจะเกิดขึ้นนั้นคิดว่าจะใช้เวลาเพียง 10 วินาทีหรือมากกว่านั้น นั่นไม่เพียงพอสำหรับเครื่องมือตรวจจับรังสีแกมมาที่จะได้รับการแจ้งเตือนโดยกล้องโทรทรรศน์ที่ทำงานที่อื่นในสเปกตรัมและหันความสนใจไปยังจุดที่ถูกต้อง
ดังนั้นเราต้องมีการมองแกมมาเรย์ในส่วนที่เหมาะสมของท้องฟ้าเพื่อให้โครงการประสบความสำเร็จ หากกล้องโทรทรรศน์แกมม่าเรย์เป็นเหมือนแสงที่มีมุมมองเล็ก ๆ มากโอกาสอาจจะสลัว กล้องโทรทรรศน์พื้นที่ขนาดใหญ่ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องมือสองตัวของ Fermi Gamma-ray Space Telescope เป็นเครื่องมือที่ใช้งานได้ในปัจจุบัน Safdi และผู้เขียนร่วมคิดว่าขึ้นอยู่กับงาน มันมีมุมมองประมาณหนึ่งในห้าของท้องฟ้าในแต่ละครั้ง
“ มันจะเป็นความอัปยศที่แท้จริงถ้าซูเปอร์โนวาออกไปในวันพรุ่งนี้และเราพลาดโอกาสในการตรวจจับ Axion” Safdi กล่าวเสริม “ มันอาจจะไม่กลับมาอีก 50 ปี”
“ สถานการณ์ที่ดีที่สุดสำหรับ Axions คือ Fermi จับซุปเปอร์โนวา เป็นเพียงโอกาสที่จะมีขนาดเล็ก” Safdi กล่าว “ แต่ถ้า Fermi เห็นมันเราจะสามารถวัดมวลได้ เราสามารถวัดความแข็งแรงในการโต้ตอบได้ เราสามารถกำหนดทุกสิ่งที่เราจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ Axion และเรามั่นใจในสัญญาณอย่างไม่น่าเชื่อเพราะไม่มีเรื่องธรรมดาที่สามารถสร้างเหตุการณ์ดังกล่าวได้”
ทางเลือกคือการขยายขีดความสามารถของเราในส่วนนี้ของสเปกตรัม Safdi และเพื่อนร่วมงานกำลังส่งเสริมแนวคิดสำหรับนาฬิการังสีแกมม่าเต็มท้องฟ้า พวกเขายังมีชื่อสำหรับมัน Galactic Axion Instrument สำหรับซูเปอร์โนวา (กาแลคซี)
เท่าที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการค้นหาสสารมืดเราไม่ได้อิจฉาใครบางคนที่พยายามโน้มน้าวให้หน่วยงานระดมทุนจ่ายเงินสำหรับเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์แกมม่าเรย์เพื่อรอเหตุการณ์ที่อาจไม่เกิดขึ้นมานานหลายศตวรรษ โชคดีที่ Fermi เป็นแหล่งอุดมสมบูรณ์ของGalaxis สามารถทำสิ่งอื่นได้มากมายในขณะที่รอ
อย่างไรก็ตามความคิดทั้งหมดไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับ Axions ที่เป็นจริง แต่พวกเขายังมีลักษณะเฉพาะที่คาดการณ์ไว้สำหรับพวกเขาโดยทฤษฎีสตริง “ ดูเหมือนว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะมีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่สอดคล้องกันรวมกับกลศาสตร์ควอนตัมที่ไม่มีอนุภาคเช่น Axion” Safdi กล่าว
อย่างไรก็ตามด้วยกลุ่มนักฟิสิกส์ที่น่าสงสัยอย่างลึกซึ้งของทฤษฎีสตริงไม่ใช่ทุกคนที่เห็นด้วย Galaxis รวมถึงซุปเปอร์โนวาที่เหมาะสมอาจตัดสินการอภิปรายนั้น แต่จะต้องพบข้อตกลงแรกเพื่อเปิดตัวเครื่องมือ
การศึกษาถูกตีพิมพ์ในจดหมายทบทวนทางกายภาพ-
