Axionul ar putea să existe - Apar noi dovezi despre o particulă misterioasă a cărei poveste a început acum peste 40 de ani

Luni, 18 ianuarie 2021, 10:41 Science - Spatiul

​Astrofizicienii au, se pare, noi dovezi despre existența unei particule ipotetice despre care au postulat de acum mai bine de 4 decenii. O emisie de raze X venită de la o ”colecție” de stele neutronice numită Magnificent Seven este atât de puternică, încât ar putea veni de la axioni, o particulă subatomică de materie întunecată despre care s-a postulat încă din anii '70. Dacă descoperirile se vor confirma, noi mistere ale universului ar putea fi mai aproape de rezolvare, inclusiv în legătură cu materia întunecată.

”Găsirea axionilor este unul dintre principalele scopuri ale fizicii particulelor, atât teoretic, cât și experiemental. Credem că ei ar putea exista, dar nu i-am decoperit încă, așa că ne putem gândi la ei ca fiind niște particule fantomă. Pot fi oriunde în Univers, dar nu interacționează puternic cu noi, așa că nu i-am putut observa”, spune Raymond Co de la University of Minnesota, citat de sciencealert.com.

O metodă de a căuta axioni se referă la căutarea radiației emisă în exces. Teoria spune că axionii se dezintegrează în perechi de fotoni în prezența unui câmp magnetic - așa că dacă există mai multă radiație electromagnectică într-o anumită zonă în care nu ar trebui să existe așa de multă, atunci putem vorbi despre existența axionilor.

În cazul de față, un exces de raze X a fost detectat de astronomii care au examinat Magnificent Seven, stele neutronice izolate care nu sunt adunate într-un grup, dar au o mulțime de trăsături comune.

Steaua neutronică este un corp format din neutroni extrem de condensați după explozia unei supernove. De exemplu, o stea neutronică cu un diametru de 16 km poate avea o masă de trei ori mai mare decât cea solară. Supernova este explozia luminoasă și violentă de la finalul existenței unei stele masive.

Axionii NU au fost detectați nici pe cale directă nici pe cale indirectă până acum și teoria nu ne spune nimic despre masa lor, ceea ce înseamnă că sunt și mai greu de căutat. Teoria estimează că aceste particule au un comportament imprevizibil și că foarte rar interacționează cu materia obișnuită. Teoreticienii și-au imaginat multe tipuri de axioni, unii fiind parte a materiei întunecate, alții fiind produși de reacțiile nucleare din interiorul Soarelui (așa-numiții axioni solari).

Despre unii axioni se crede că se produc în interiorul stelelor, dar acești așa-numiți axioni stelari sunt diferiți de cei din materia întunecată.

Materia întunecată nu a putut fi văzută cu niciun telescop și nici măsurată cu vreun detector. Ea însă reprezintă 85% din materia din Univers.

Se știe că materia întunecată există fiindcă are o forță gravitațională foarte puternică și atrage materia obișnuită. Se pare că materia întunecată s-a format la Big Bang, împreună cu materia obișnuită.

În cosmologia modernă, materia întunecată este ”sosul secret” al Universului și se bănuiește că ea constă în nori de particule subatomice numite în general WIMP, de la weakly interacting massive particles (particulă masivă care interacționează slab) Un WIMP este oricare dintre particulele care ar putea explica materia întunecată, cum ar fi axionul.

Se bănuiește că aceste particule au masa de sute de ori mai mare decât un atom de hidrogen.

Drumul teoriei axionului a început în 1977 când doi fizicieni Roberto Peccei (University of California) și Helen Quinn (profesor la Stanford) au sugerat o modificare la teoria ce guvernează forțele nucleare tari.