Ученые экспериментально проверили теорию струн

NASA

Несмотря на то, что в течение десятилетий физики выдвигали разные версии о теории струн, экспериментов было очень мало. Теперь с помощью обсерватории Chandra астрономы сделали значительный шаг вперед в этой сфере.

Исследуя скопления галактик, удерживаемых вместе гравитацией, исследователи попытались отыскать частицу, которая должна существовать, согласно различным моделям теории струн. Несмотря на то, что сделать это не удалось, ученые не исключили ее правильности в целом.

«Если эти частицы будут обнаружены, физика изменится навсегда», - рассказал Кристофер Рейнольдс из Кембриджского университета (Великобритания).

Речь идет об аксионе. По словам ученых, эта еще не найденная частица должна иметь очень низкую массу. Астрофизики пока не знают точного диапазона, но согласно теории, он варьируется от одной миллионной массы электрона до нуля. Некоторые специалисты полагают, что аксионы могут объяснить тайну темной материи.

Одним из необычных свойств этих частиц является то, что при прохождении через магнитные поля они могут превращаться в фотоны. С другой стороны, фотоны теоретически тоже могут преобразовываться в аксионы при определенных условиях. Частота такой трансформации зависит от их «конвертируемости».

Некоторые ученые предложили гипотезу существования более широкого класса частиц сверхнизкой массы со свойствами, подобными аксионам. По мнению экспертов, аксионы имеют одно значение конвертируемости на каждую массу, но «аксионоподобные частицы» будут иметь целый диапазон конвертируемости при той же массе.

«Несмотря на то, что поиск аксионов в гигантских структурах, таких как скопления галактик, может показаться выстрелом в пустоту, на самом деле это отличное место для такой работы. Галактические кластеры содержат магнитные поля на огромных расстояниях. Кроме того, довольно часто в них есть яркие источники рентгеновского излучения. Все это увеличивает вероятность того, что преобразование аксионоподобных частиц будет обнаружено именно в таком месте», - сказал соавтор исследования Дэвид Марш.

Чтобы найти признаки конверсии, команда астрономов в течение пяти дней изучала данные, полученные Chandra о рентгеновских лучах, которые исходили от материала, падающего к сверхмассивной черной дыре в центре скопления галактики Персей. По словам физиков, долгое наблюдение и яркий источник обеспечили спектр с высокой чувствительностью, способный показать возможные искажения, которые имели бы место в случае присутствия аксионоподобных частиц.

Отсутствие таких искажений позволило исследователям сделать вывод о том, что частиц в искомом диапазоне масс нет. «Наше исследование не исключает существования этих частиц, но определенно не помогает поиску доказательств теории струн», - заявили исследователи, отметив, что полученные результаты помогут физикам «прочесать» свою теорию.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: