天文学者は、暗黒物質の検索を支援する新しい技術を作成します

流星は、天文学者が暗黒物質を見つける新しい方法を考案するのに役立つ可能性があります。暗黒物質は、これまで自然界への影響によってしか認識されていなかった神秘的で目に見えない粒子です。

通常の物質よりも 5 倍多く存在する暗黒物質は、宇宙の総質量の約 85%、宇宙の総質量とエネルギーの約 4 分の 1 (26.8%) を占めています。 暗黒物質は光を放出しないため、人間はこれらのとらえどころのない粒子を直接検出することはできません。 ハッブル宇宙望遠鏡 またはNASAの今後の ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡 銀河や他の遠方の星団への影響を目の当たりにするために。

現在、オハイオ州立大学の研究者が率いる研究によると、地上のレーダーシステムを使用して捜索を支援できる可能性があります。

ジョン・ビーコム 研究の共著者および教授 物理学と オハイオ州の天文学、科学者は通常、質量の小さい暗黒物質の小さな粒子のみを探しますが、この新しい研究の目標は、巨視的な暗黒物質の特徴を明らかにするのに役立つことによって検索を改善することです。

「暗黒物質の検出が非常に難しい理由の 1 つは、粒子が非常に大きいためである可能性があります。」 ビーコム 言った。 「暗黒物質の質量が小さい場合、粒子は一般的ですが、質量が大きい場合、粒子はまれです。」

これらの粒子は触れることも見ることもできませんが、暗黒物質は、星やブラック ホールなどの他の天体現象に対する重力の影響によって認識できます。

他の自然システムへの影響を分類するのは容易ではありませんが、時間をかけて暗黒物質についてさらに学ぶことは、科学者が宇宙のサイズ、形状、未来を理解するための新しい道を開くと Beacom 氏は述べています。 このような検出は、これらの粒子の質量を明らかにすることもできます。粒子のサイズによっては、銀河の形成と構造に大きな影響を与える可能性があります。

この研究は現在、オープンアクセスのプレプリントサーバーで公開されています。 arXiv.

この研究を斬新なものにしているのは、科学者が、空を横切るメーターを追跡するために使用されるのと同じ技術を適用したことです。 地球を通過するとき、流星と暗黒物質粒子の両方が堆積物を生成します。これは、放射線の自由電子、電気の原子を残す形です。 レーダーによって放出された電磁波は、自由電子から跳ね返り、別世界の物質の存在を知らせます。これは、暗黒物質と流星を区別するために使用できます。 このようにして、惑星の大気全体を 1 つの効率的な大規模な粒子検出器に変換できます。

科学者たちは何十年もの間、流星を探すためにこの方法を使用してきましたが、ビーコム氏は、誰もこれらのシステムや以前に収集されたデータをダークマターの検索に適用したことがないことに驚いたと述べました.

この研究の最も重要な結論の 1 つは、チームの新しい方法が暗黒物質の他の宇宙論的検索をどのように補完できるかということです。彼らのシステムは、他の多くの技術に欠けているレベルの精度と感度を提供するからです。

「現在の宇宙論の技術はかなりデリケートですが、自分たちの仕事をチェックする方法がありません」と Beacom 氏は言います。 「これはまったく新しい技術であるため、科学者が検出した技術について確信が持てない場合は、宇宙論からの信号をレーダーで詳細に確認できます。」

共著者は、オハイオ州の Pawan Dhakal、Steven Prohira、Christopher Cappiello、コロラド大学ボルダー校の Scott Palo、John Marino でした。

この作品は、国立科学財団によって支えられました。

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