Die Suche nach dem Verständnis der Dunklen Materie, die 85 Prozent der Masse des Universums ausmacht, könnte mit einer nahegelegenen Supernova einen bedeutenden Schritt nach vorne machen. Forscher der University of California in Berkeley unter der Leitung des außerordentlichen Physikprofessors Benjamin Safdi haben die Theorie aufgestellt, dass das schwer fassbare Teilchen, das als Axion bekannt ist, innerhalb weniger Augenblicke nach der Emission von Gammastrahlen bei einem solchen Ereignis entdeckt werden könnte. Axionen, die voraussichtlich beim Zusammenbruch des Kerns eines massereichen Sterns in einen Neutronenstern entstehen, könnten sich in Gegenwart intensiver Strahlung in Gammastrahlen umwandeln Magnetfelderwas einen möglichen Durchbruch in der Physik darstellt.
Mögliche Rolle von Gammastrahlenteleskopen
Der Studie wurde in Physical Review Letters veröffentlicht und enthüllte, dass die von Axionen erzeugten Gammastrahlen die Masse und Eigenschaften des Teilchens bestätigen könnten, wenn sie entdeckt würden. Die Fermi-Gammastrahlung Weltraumteleskopderzeit das einzige Gammastrahlen-Observatorium im Orbit, müsste direkt auf die Supernova ausgerichtet werden, wobei die Wahrscheinlichkeit dieser Ausrichtung auf nur 10 Prozent geschätzt wird. Eine Entdeckung würde die Dunkle Materie revolutionieren Forschungwährend das Fehlen von Gammastrahlen den Bereich der Axionmassen einschränken würde, was viele bestehende Experimente mit dunkler Materie überflüssig machen würde.
Herausforderungen beim Erfassen des Ereignisses
Für den Nachweis muss die Supernova innerhalb des Universums stattfinden Milchstraße oder es Satellit Galaxien – ein Ereignis, das im Durchschnitt alle paar Jahrzehnte auftritt. Beim letzten Ereignis dieser Art, der Supernova 1987A, fehlte eine ausreichend empfindliche Gammastrahlenausrüstung. Safdi betonte die Notwendigkeit der Vorbereitung und schlug eine Satellitenkonstellation namens GALAXIS vor, um eine Himmelsabdeckung rund um die Uhr sicherzustellen.
Axions theoretische Bedeutung
Das Axion, unterstützt durch Theorien wie die Quantenchromodynamik (QCD) und die Stringtheorie, schließt Lücken in der Physik und verknüpft möglicherweise die Schwerkraft mit der Quantenmechanik. Im Gegensatz zu Neutrinos könnten sich Axionen in starken Magnetfeldern in Photonen umwandeln und einzigartige Signale liefern. Laborexperimente wie ABRACADABRA und ALPHA untersuchen ebenfalls Axionen, ihre Empfindlichkeit ist jedoch im Vergleich zum Szenario einer nahegelegenen Supernova begrenzt. Safdi brachte seine Dringlichkeit zum Ausdruck und wies darauf hin, dass das Fehlen eines solchen Ereignisses die Axion-Erkennung um Jahrzehnte verzögern könnte, was den hohen Einsatz dieses astrophysikalischen Unterfangens unterstreicht.
