陽電子は暗黒物質粒子の消滅を示します

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陽電子は暗黒物質粒子の消滅を示します
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Anonim
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HAWC天文台の画像

ロシアの衛星Resurs-DK1によって2008年に記録された異常に大きな陽電子のフラックスは、ゲミンガとPSR B0656 +14パルサーからの放射では説明できませんでした。これは、暗黒物質粒子の相互作用を含む他のメカニズムが引き続き可能であることを意味します。 A. U. Abeysekaraが率いる科学者のグループは、これをScienceで報告しています。

2008年、ロシアの衛星Resurs-DK1に設置されたPAMELA実験装置は、約1.5〜100ギガ電子ボルトのエネルギーを持つ異常に大きな陽電子フラックスを記録しました。その後、観測はフェルミガンマ線望遠鏡とAMS-02磁気アルファ分光計によって確認されました。星間物質中の高エネルギー陽電子の伝播中に、それらは電場と磁場との相互作用のために急速にエネルギーを失う必要があるので、それらの想定される源は地球から数百パーセク以内にある必要があります。しかし、その所在を明らかにすることはまだ可能ではありません。

科学者たちは、陽電子源の役割についていくつかの可能な候補を提案しました。たとえば、そのような高エネルギー粒子は、パルサーの風によって動かされる星雲であるプレリオンで形成される可能性があります。地球に比較的近いので、そのようなパルサーはほんのわずかです。たとえば、ゲミンガ(ゲミンガ)です。一方、陽電子は、理論的には暗黒物質粒子の相互作用の結果として形成される可能性があります。これらのメカニズムは両方とも、陽電子のような電場や磁場によって偏向されないガンマ線の生成につながるはずなので、それを使用して線源への方向を決定することができます。

今年の初めに、HAWC(高高度水チェレンコフ実験)の共同研究により、近くのパルサーであるゲミンガとPSR B0656 +14からのテラエレクトロンボルトガンマ線の検出が報告されました。これらのパルサーは、2008年にPAMELAによって捕獲された陽電子の可能な供給源の役割の候補のリストに含まれていました。しかし、この記事では、天文学者はこの仮定が正しくないことを示しました。

これを行うために、科学者はガンマ線のフラックスの空間的およびスペクトル特性を研究しました。言い換えれば、彼らはガンマ量子の数のエネルギーへの依存性を分析し、それらが空のどの部分から来ているのかを調べました。天文学者は、すべてのガンマ量子が電子と陽電子による光子のコンプトン後方散乱の結果として現れると仮定しました。これは、このプロセスによって、10テラエレクトロンボルトのオーダーのエネルギーに到達できるためです。

次に、科学者たちは、パルサーを取り巻く星雲内の電子と陽電子の磁場と吸収係数を計算しました。これらの値に基づいて、科学者は地球に来るべきであった高エネルギー陽電子の予想されるフラックスを決定しました。それは2008年に記録されたフラックスのほぼ100分の1であることが判明しました-ほとんどの粒子は星雲に吸収されます。

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陽電子の数のエネルギーへの依存性。 AMS-02からのデータは、ゲミンガまたはPSR B0656 +14からの陽電子が存在する可能性のある領域である緑色でマークされています。

したがって、これら2つのパルサーの1つが、2008年にPAMELAによって検出された陽電子の発生源である可能性はほとんどありません。したがって、天文学者は、他のいくつかの現象、たとえば、他のパルサー、マイクロクエーサー、超新星残骸などによって陽電子の出現を説明することを提案しています。ドイツ、デンマーク、スウェーデンの物理学者の研究によって示唆されているように、暗黒物質の消滅または崩壊を含みます。

私たちは最近、物理学者が暗黒物質の波を検出するように設計されたプロトタイプデバイスをどのように開発したかについて書きました。科学者たちはまた、液体ヘリウムの量子蒸発の効果を使用して、暗黒物質の検出器を改善することを提案しました。そして、あなたは私たちの記事でHAWC天文台の仕事について読むことができます。

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