В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, международная группа исследователей из Университета Падуи, Университета Сарагосы, Технического университета Дортмунда, Немецкого электронного синхротрона DESY и Калифорнийского университета в Беркли сообщила о новых результатах поисков аксионов — гипотетических частиц, которые могут составлять темную материю. Темная материя — это тип материи, не излучающей и не отражающей свет, но, по мнению ученых, она составляет большую часть массы Вселенной.
Ученые анализировали рентгеновские данные галактик, полученные с помощью космического телескопа NuSTAR, чтобы выявить возможные сигнатуры аксионов. Согласно теории, эти частицы могут образовываться в ядрах массивных звезд и распадаться с образованием фотонов, которые телескоп мог бы заметить. Ранее подобные эксперименты не смогли дать однозначных результатов, но новые наблюдения позволяют наложить более строгие ограничения на свойства аксионов и открывают новые пути для их обнаружения.
Исследователи отметили, что аксионы, если они существуют, могут распространяться в пространстве в виде особого ореола рентгеновского излучения вокруг звездных скоплений, таких как галактика M82, известная своей активностью в звездообразовании. Однако анализ данных телескопа NuSTAR не выявил явных признаков этих частиц. Тем не менее ученые смогли сузить диапазон параметров, в которых аксионы могли бы существовать.
Одна из исследовательских групп разработала метод, в котором учитывается не одна звезда, а целые популяции звезд в галактиках, что значительно увеличивает шанс обнаружить аксионный сигнал. Это новый подход, который помогает исследовать более широкие диапазоны масс и связей аксионов с фотонами.
Кроме того, в будущем ученые планируют расширить поиски, исследуя взаимодействия аксионов с электронами и нуклонами (частицами ядра атома — нейтронами и протонами). Это позволит проверить новые модели и продолжить борьбу за обнаружение или исключение существования аксионов.
Хотя пока окончательных доказательств обнаружения аксионов нет, работа ученых показывает, что современные космические телескопы и новые методы анализа данных способны существенно продвинуться в поисках темной материи и расширить наше понимание фундаментальных частиц и процессов во Вселенной.
Темная материя продолжает прятаться от наших глаз, но ученые не перестают искать новые пути ее обнаружения. Ранее Наука Mail рассказала о необычном подходе, где гравитационные волны черных дыр могут помочь раскрыть тайны самой древней материи Вселенной.