Aksjony ujawnią prawdę o początkach Wszechświata
Aksjony mogą ujawnić tajemnicę pierwszej sekundy Wszechświata, a także rozwiązać zagadkę ciemnej materii. Co jest niezwykłego w tych cząstkach?
Hipotetyczne cząstki, zwane aksjonami, choć jeszcze niepotwierdzone, mogą ujawnić warunki panujące we Wszechświecie zaledwie sekundę po Wielkim Wybuchu - wynika z najnowszych badań opublikowanych w czasopiśmie "Physical Review D".
Naukowcy przyglądają się widmu elektromagnetycznemu Wszechświata i obserwują mikrofalowe promieniowanie tła (CMB), które pozwala spojrzeć w przeszłość o ok. 14 mld lat, kiedy to protony i elektrony mogły połączyć się w neutralny wodór.
Dzięki CMB, astronomowie dowiedzieli się wiele o tym, jak ewoluował Wszechświat. To wszystko przenosi nas tylko do około 400 000 lat po Wielkim Wybuchu, ponieważ fotony w CMB nie zostały uwolnione aż do tego momentu. Istnieje zatem całkiem duża luka w naszej wiedzy. Wkrótce może się to zmienić.
Aby pogłębić naszą wiedzę o tym nieznanym okresie Wszechświata, badacze przyjrzeli się hipotetycznym cząstkom zwanym aksjonami. W nowej pracy zaproponowano poszukiwanie aksjonowego analogu CMB, zwanego kosmicznym tłem aksjonowym (CaB).
Aksjony są ogólnym przewidywaniem teorii strun, wiodącego teoretycznego kandydata do potencjalnego opisu nowej teorii kwantowej grawitacji. Cząstki te mogą pomóc w odpowiedzi na zastanawiające pytanie, dlaczego nie zmierzyliśmy elektrycznego momentu dipolowego neutronu. Niektórzy uczeni uważają, że aksjony mogą być składnikiem ciemnej materii, pobudzając, pobudzając do poszukiwań aksjonowej ciemnej materii.
W miarę jak naukowcy będą rozwijać coraz czulsze instrumenty w eksperymentalnych poszukiwaniach ciemnej materii, mogą napotkać inny rodzaj aksjonów, choćby tych tworzących CaB. Ale ponieważ CaB mają podobne właściwości jak aksjony ciemnej materii, eksperymenty mogą pominąć sygnał CaB, klasyfikując go jako szum. Znalezienie CaB za pomocą jednego z tych instrumentów pozwoliłoby upiec dwie pieczenie na jednym ogniu. Oprócz potwierdzenia istnienia aksjonów, naukowcy z całego świata natychmiast uzyskaliby nowe dowody na temat środowiska we wczesnym Wszechświecie. Mogłoby to drastycznie zwiększyć nasze zrozumienie tego, jak ewoluował Wszechświat.
- Zaproponowaliśmy, że zmieniając sposób, w jaki obecne eksperymenty analizują dane, możemy być w stanie poszukiwać aksjonów pozostałych po wczesnym Wszechświecie. Wtedy będziemy mogli dowiedzieć się czegoś o pochodzeniu ciemnej materii, przejściu fazowym lub inflacji na początku Wszechświata. Istnieją już grupy eksperymentalne, które wykazały zainteresowanie naszą propozycją i mam nadzieję, że uda nam się dowiedzieć czegoś nowego o wczesnym Wszechświecie - powiedział Hitoshi Murayama z Lawrence Berkeley National Laboratory.
