Ученые улучшили метод поиска возможных частиц темной материи
Ученые выяснили, что хаотичные магнитные поля в Млечном Пути и Большом Магеллановом Облаке могут повысить чувствительность поиска аксионов — гипотетических частиц, которые рассматриваются как кандидаты на роль темной материи.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 17 сентября /Новости науки/. Ученые выяснили, что хаотичные магнитные поля в космосе могут помочь эффективнее искать аксионы — гипотетические частицы, которые рассматриваются в качестве одного из возможных объяснений темной материи. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Исследователи изучили данные о сверхновой SN 1987A. При взрыве такой звезды теоретически могут образовываться аксионы. Эти частицы почти не взаимодействуют с обычным веществом, поэтому обнаружить их напрямую крайне сложно.
Однако при прохождении через магнитное поле аксионы способны превращаться в частицы света — фотоны. В случае SN 1987A ученые искали гамма-излучение, которое могло появиться в результате такого превращения, но соответствующего сигнала обнаружено не было.
Ранее при таких расчетах в основном учитывали крупномасштабное магнитное поле Млечного Пути. Авторы новой работы добавили к нему турбулентную составляющую — небольшие и хаотичные изменения магнитного поля, существующие как в нашей Галактике, так и в Большом Магеллановом Облаке, где произошла SN 1987A.
Расчеты показали, что такие неоднородности магнитного поля могут значительно повысить вероятность превращения некоторых аксионов в фотоны. Особенно заметным эффект оказался для более массивных аксионов, которые прежде было сложнее искать таким способом.
С учетом турбулентных магнитных полей ограничения на свойства аксионов в некоторых диапазонах удалось улучшить до двух порядков, то есть примерно в 100 раз. Кроме того, новый подход позволяет искать аксионы с большей массой, чем при использовании моделей только с более однородным магнитным полем.
Авторы считают, что подобный подход может быть полезен не только при анализе SN 1987A. Турбулентные магнитные поля существуют и в других космических объектах, поэтому их учет может улучшить будущие поиски аксионов в других галактиках и возле звезд.
Исследователи изучили данные о сверхновой SN 1987A. При взрыве такой звезды теоретически могут образовываться аксионы. Эти частицы почти не взаимодействуют с обычным веществом, поэтому обнаружить их напрямую крайне сложно.
Однако при прохождении через магнитное поле аксионы способны превращаться в частицы света — фотоны. В случае SN 1987A ученые искали гамма-излучение, которое могло появиться в результате такого превращения, но соответствующего сигнала обнаружено не было.
Ранее при таких расчетах в основном учитывали крупномасштабное магнитное поле Млечного Пути. Авторы новой работы добавили к нему турбулентную составляющую — небольшие и хаотичные изменения магнитного поля, существующие как в нашей Галактике, так и в Большом Магеллановом Облаке, где произошла SN 1987A.
Расчеты показали, что такие неоднородности магнитного поля могут значительно повысить вероятность превращения некоторых аксионов в фотоны. Особенно заметным эффект оказался для более массивных аксионов, которые прежде было сложнее искать таким способом.
С учетом турбулентных магнитных полей ограничения на свойства аксионов в некоторых диапазонах удалось улучшить до двух порядков, то есть примерно в 100 раз. Кроме того, новый подход позволяет искать аксионы с большей массой, чем при использовании моделей только с более однородным магнитным полем.
Авторы считают, что подобный подход может быть полезен не только при анализе SN 1987A. Турбулентные магнитные поля существуют и в других космических объектах, поэтому их учет может улучшить будущие поиски аксионов в других галактиках и возле звезд.
