2億光年離れた銀河クラスターの中心部では、天文学者は軸と呼ばれる架空の粒子を検出できませんでした。
これは、これらの粒子がどのように機能するかについて新しい制限を課しますが、ストリング理論と、物理的な宇宙がどのように機能するかを説明するTheory ofEverythingの開発にもかなり深刻な影響を及ぼします。
宇宙がどのように機能するかを理解することになると、科学者はいくつかのかなり良い理論を考え出しました。 それらの1つは、物理がマクロレベルでどのように機能するかを説明する一般的な相対性です。 もう1つは量子力学であり、原子レベルおよび亜原子レベルで物事がどのように動作するかを説明します。
大きな問題は、2つの理論がうまくいかないことです。 一般的な相対性を量子レベルまで下げることはできず、量子力学を拡張することもできません。 いわゆるTheoryof Everythingを開発することによって、彼らを友達にしようとする多くの試みがありました。
一般的な相対性と量子力学の違いを解決するための最も有望な候補の1つは、いわゆるストリング理論です。これは、粒子物理学の点粒子を小さな振動する1次元ストリングに置き換えることを含みます。
さらに、多くのストリング理論モデルは、軸の存在を予測します。これは、1970年代に最初に仮定された超低質量粒子であり、ほとんどのモデルがそうではないと言っているのに、なぜ強い原子力が電荷パリティ対称として知られているものに従うのかという問題に対処します。 . 結局のところ、ストリング理論は、軸のような粒子と呼ばれる、軸のように動作するより多くの粒子も予測します。
軸状粒子の特性の1つは、磁場を通過するときに光子に変わることができることです。 逆に、光子は磁場を通過すると軸のような粒子に変わる可能性があります。 これが発生する可能性は、磁場の強さ、移動距離、粒子の質量など、さまざまな要因によって異なります。
科学者たちはチャンドラX線天文台を使用して、ペルセウスクラスターと呼ばれる銀河のクラスターの中心に約2億3700万光年離れた銀河NGC1275の活動核を研究しました。
8日間にわたる彼らの観察は、ブラックホールについてほとんどまたはまったく知識がないという結果に終わりました。 しかしその後、彼らはデータを使用して斧のような粒子を検索できることに気づきました。
「NGC1275からのX線光は、ペルセウスクラスターの高温ガスを通過する必要があり、このガスは磁化されます」とレイノルズ氏は説明しました。
磁場は比較的弱いですが(地表の磁場の10,000分の1)、光子はこの磁場を通って長距離を移動する必要があります。 これは、これらの光子を軸状粒子に変換する十分な機会があることを意味します(軸方向様粒子の質量が十分に小さい場合)。
変換の確率は光子の波長に依存するため、一部の波長は他の波長よりも効率的に変換されるため、観測によって歪みが明らかになるはずです。
研究者たちは約1年の骨の折れる作業を要しましたが、結局、そのような歪みは見つかりませんでした。
これは、科学者が観察が敏感であった質量範囲(電子の質量の最大10億分の1)に軸の存在を除外できることを意味します。
「私たちの研究はこれらの粒子の存在を除外していませんが、それは確かにストリング理論を助けません」と英国のノッティンガム大学の天文学者ヘレンラッセルは言いました。
この研究はAstrophysicalJournalに掲載されました。
出典：写真：NASA / CXC / SAO / E.Bulbul、etal。
