Επιστήμη

Το Chandra Telescope Data ρίχνει σκιά στη «Θεωρία των πάντων»

Το Chandra Telescope Data ρίχνει σκιά στη «Θεωρία των πάντων»

Στη φυσική, υπάρχει μια ιδέα για το σύμπαν - λίγο πιο θεωρητική από άλλα - ότι κάθε δύναμη, σωματίδιο και αλληλεπίδραση συνδέεται σε ένα δίκτυο που περιγράφεται από μια και μοναδική, κομψή θεωρία. Η θεωρία χορδών είναι μια δημοφιλής πρόταση για μια τέτοια «θεωρία των πάντων» και - ενώ υπάρχουν πολλές θεωρίες χορδών σε όλη την κοινότητα της φυσικής - λίγες υπάρχουν με πειραματικές βάσεις.

Μέχρι τώρα.

Πρόσφατα, μια νέα μελέτη αναζήτησε συγκεκριμένα σωματίδια που προβλέπονται από διάφορα μοντέλα θεωρίας χορδών και δεν βρήκε τίποτα, μειώνοντας την αξιοπιστία ορισμένων μοντέλων, αναφέρει το phys.org.

ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ: ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΘΕΩΡΙΑ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ: ΣΥΝΤΟΜΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΓΙΑ ΕΝΑΡΞΕΙΣ

Οι άξονες είναι ζωτικής σημασίας για τη θεωρία χορδών

Οι ερευνητές της μελέτης αναζήτησαν ένα μοναδικό σωματίδιο που ονομάζεται "axion". Κανείς δεν είχε ανιχνεύσει ακόμη αυτά τα σωματίδια εξαιρετικά χαμηλής μάζας. Κανείς δεν γνώριζε καν το εύρος των μαζών που αυτά τα σωματίδια πρέπει να εκτείνονται. Αλλά - ενώ η μη ανίχνευση δεν ακυρώνει εντελώς τη θεωρητική βιωσιμότητά τους - πλήττει ένα κρίσιμο πλήγμα σε ορισμένα μοντέλα της οικογένειας ιδεών για τη θεωρία χορδών.

"Μέχρι πρόσφατα δεν είχα ιδέα πόσο πολύ αστρονόμοι ακτινογραφίας φέρνουν στο τραπέζι όσον αφορά τη θεωρία χορδών, αλλά θα μπορούσαμε να διαδραματίσουμε σημαντικό ρόλο", δήλωσε ο Christopher Reynolds του Πανεπιστημίου του Cambridge, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης. "Αν αυτά τα σωματίδια τελικά ανιχνευθούν, θα άλλαζε τη φυσική για πάντα."

Μία άγρια ​​ιδιότητα αυτών των σωματιδίων εξαιρετικά χαμηλής μάζας είναι η ικανότητά τους να μετατρέπονται σποραδικά σε φωτόνια (εννοούν φως) καθώς (ή) μετακινούνται μέσω μαγνητικών πεδίων. Αλλά συμβαίνει και το αντίθετο: μερικές φορές οι περιστάσεις μετατρέπουν τα φωτόνια σε αξονίσματα. Η συχνότητα εμφάνισης των μετατροπών εξαρτάται από την "μετατρεψιμότητα" τους.

Ωστόσο, ορισμένοι επιστήμονες έχουν προτείνει την ύπαρξη μιας ευρύτερης κατηγορίας σωματιδίων εξαιρετικά χαμηλής μάζας - παρόμοια σε ιδιότητες με αξονικά - αλλά πιο ευέλικτα.

Σωματίδια τύπου άξονα, η ευέλικτη εναλλακτική λύση

Όπου οι συνηθισμένοι άξονες θα έχουν μία μοναδιαία τιμή μετατρεψιμότητας σε κάθε συγκεκριμένη μάζα, αυτά τα εναλλακτικά "σωματίδια τύπου άξονα" θα εμφανίζουν ένα εύρος τιμών μετατρεψιμότητας στην ίδια μάζα.

«Παρόλο που μπορεί να ακούγεται σαν μια μακρά βολή για να ψάχνουμε μικροσκοπικά σωματίδια, όπως άξονες σε γιγαντιαίες δομές όπως σμήνη γαλαξιών, είναι πραγματικά υπέροχα μέρη για να δούμε», δήλωσε ο David Marsh, συν-συγγραφέας της μελέτης, από το Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης στη Σουηδία, στο phys.org. "Τα σμήνη γαλαξιών περιέχουν μαγνητικά πεδία σε μεγάλες αποστάσεις και συχνά περιέχουν επίσης φωτεινές πηγές ακτίνων Χ. Μαζί αυτές οι ιδιότητες αυξάνουν τις πιθανότητες να είναι ανιχνεύσιμη η μετατροπή σωματιδίων που μοιάζουν με άξονα."

Ρίχνει σκιά στη «θεωρία των πάντων»

Αναζητώντας σημάδια μετατροπής σωματιδίων που μοιάζουν με άξονα, η ομάδα των αστρονόμων αξιολόγησε περισσότερες από πέντε ημέρες παρατηρήσεις Chandra για ακτίνες Χ από υλικό που πέφτει αβοήθητα προς την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του σμήνους γαλαξιών του Περσέα. Η μελέτη της ομάδας για τη φωτεινή πηγή ακτίνων Χ αποκάλυψε ένα φάσμα με ευαισθησία στο οποίο προβλέφθηκαν παραμορφώσεις παρουσία σωματιδίων τύπου άξονα.

Δεδομένου ότι δεν εντοπίστηκαν στρεβλώσεις αυτού του είδους, οι ερευνητές απέκλεισαν την παρουσία των περισσότερων ειδών σωματιδίων τύπου άξονα στο απαιτούμενο εύρος μάζας - περίπου το ένα εκατομμυριοστό του δισεκατομμυρίου της μάζας ενός ηλεκτρονίου.

Παρόλο που η έρευνά τους δεν αποκλείει εντελώς την ύπαρξη σωματιδίων που μοιάζουν με άξονα, αυτό αντιπροσωπεύει ένα «υποτιμημένο tweet» της επιστήμης: η πρόοδος που επιτυγχάνεται με την επιβεβαίωση των επιστημονικών θεωριών είναι εξίσου σημαντική με (αν και λιγότερο συναρπαστική από) τις καταφατικές ανακαλύψεις. Θα είναι λιγότερο συναρπαστικό, αλλά πιο σημαντικό όταν οι επιστήμονες δηλώνουν ότι ο κοροναϊός COVID-19 δεν είναι πλέον απειλή - από ό, τι όταν ο νέος ιός έπεσε για πρώτη φορά σε ολόκληρο τον πλανήτη.


Δες το βίντεο: 5 Space Telescopes You Should Know About Besides Hubble (Σεπτέμβριος 2021).