Ищут темную материю близко к дому

Восемьдесят пять процентов Вселенной состоит из темной материи, но мы не знаем, что именно это.

Новое исследование из Мичиганского университета, Национальной лаборатории Лоуренса Беркли университет (Лаборатория Беркли) и Университета Калифорнии, Беркли исключил темная материя, будучи ответственным за таинственные электромагнитные сигналы, наблюдаемые ранее из близлежащих галактик. До этого работы были большие надежды, что эти сигналы будут давать физиков веские доказательства, чтобы помочь идентифицировать темную материю.

Темную материю нельзя наблюдать напрямую, поскольку не поглощают, отражают или излучают свет, но исследователи знают, что она существует из-за влияния на другую материю. Нам нужна темная материя, чтобы объяснить гравитационные силы, что удерживать галактики вместе, например.

Физики предположили, что темная материя это тесно связанного с кузиной нейтрино, называемых стерильных нейтрино. Нейтрино — субатомные частицы без заряда и которые редко взаимодействуют с веществом, образующимися во время ядерных реакций, происходящих внутри Солнца. Они имеют небольшое количество массы, но эта масса не объясняется Стандартной моделью физики элементарных частиц. Физики предполагают, что стерильные нейтрино, гипотетической частице, могли учесть это массы, а также быть темная материя.

Исследователи должны быть в состоянии обнаружить стерильных нейтрино, потому что она нестабильна, — говорит Бен Сафди, соавтор и профессор физики в U-M. он распадается на обычные нейтрино и электромагнитное излучение. Чтобы обнаружить темную материю, то физики сканирование галактики в погоне за этим электромагнитное излучение в виде рентгеновского излучения.

В 2014 году в основополагающей работе обнаружили избыток рентгеновского излучения от ближайших галактик и скоплений галактик. Излучение, как представляется, соответствует той, которая возникает от распада стерильных нейтрино темной материи, сказал Сафди.

Теперь, мета-анализ исходных данных, принятых по XMM-Ньютон космического рентгеновского телескопа объектов в Млечном Пути, в течение 20 лет не обнаружила никаких доказательств того, что стерильные нейтрино, из чего состоит темная материя. Исследовательская группа включает в себя u-м докторант Кристофер десерт и Николай, наверное, в физике с теорией группы лаборатории Беркли и в Беркли центр Теоретической физики. Их результаты опубликованы в журнале Science.

«Этот 2014 бумага и последующие работы подтвердили сигнал генерируется значительный интерес в астрофизике и физике частиц общин из-за возможности знать, в первый раз, именно то, что темной материи на микроскопическом уровне,» Сафди сказал. «Наша находка не означает, что темной материи не является стерильным нейтрино, но это означает, что-вопреки тому, что утверждалось в 2014 году-нет никаких экспериментальных доказательств, что указывает на его существование.»

Космические рентгеновские телескопы, такие как расширения XMM-Ньютон телескоп, точка на темной материи насыщенной среде, чтобы искать это слабое электромагнитное излучение в форме рентгеновских сигналов. Открытие 2014 г. назвал рентгеновского излучения «3.5 кэВ линии» — Кев выступает за кило-электронвольтам, потому что, где сигнал появился на рентгеновских детекторов.

Исследовательская группа искала эту строку в наш собственный Млечный путь используя 20 лет архивные данные изъяты по XMM-Ньютон космического рентгеновского телескопа. Физики знаем, что темная материя собирает вокруг галактики, поэтому, когда предыдущие исследования смотрели на близлежащих галактик и скоплений галактик, каждая из этих изображений захватили бы в каком-то столбце Млечный Путь, гало темной материи.

Команда использовала эти изображения, чтобы посмотреть на «темной» части Млечного Пути. Это позволило существенно повысить чувствительность предыдущие анализы, ищу стерильные нейтрино темной материи, сказал Сафди.

«Везде мы смотрим, там должны быть какие-поток темной материи Млечного Пути гало», — сказал Родд лаборатории Беркли, из-за расположения нашей Солнечной системы в галактике. «Мы использовали тот факт, что мы живем в гало темной материи» в исследовании.

Кристофер десерт, соавтор исследования, которым является физика научный сотрудник и аспирант в U-м, сказал, скопления галактик, где 3.5 кэВ линии наблюдались также большие фоновые сигналы, которые служат шума в наблюдениях и может сделать его трудно определить конкретные сигналы, которые могут быть связаны с темной материей.

«Причина, почему мы смотрим сквозь галактическое гало темной материи нашей галактики Млечный Путь состоит в том, что фон намного ниже», — сказал десерт.

Например, данные-Ньютон заняла изображения отдельных объектов, таких как отдельные звезды в Млечном Пути. Исследователи взяли эти образы и замаскированные объекты оригинальных интерес, оставив нетронутой и темных окружающих средах, в которых необходимо искать свечение в темной гнили. Сочетая 20 лет таких наблюдений позволил зонд стерильных нейтрино темной материи до беспрецедентного уровня.

Если стерильных нейтрино были темной материи, и если их распада привело к эмиссии линия 3.5 кэВ, Сафди и его коллеги-исследователи должны иметь замечено, что линии в их анализе. Но они не нашли никаких доказательств для стерильных нейтрино темной материи.

«Пока эта работа, к сожалению, бросить холодную воду на что-то похожее, что могло бы быть первым доказательством микроскопической природы темной материи, это открывает совершенно новый подход к поиску темной материи, которые могут привести к открытию в ближайшее время», — сказал Сафди.

сделать разницу: спонсорские возможности