科学者にとって暗黒物質を理解するのは困難です。可能性のある証拠はすぐに反駁されることがよくあります。宇宙に暗黒物質が存在するという間接的な証拠はよくありますが、残念ながらその粒子の直接的な証拠は見つかりません。さらに、素粒子物理学の標準モデルには、暗黒物質に割り当てられる可能性のある未発見の粒子が存在する余地はありません。ここで世界公式が登場します。
すべてを正当化する世界公式
暗黒物質の存在を証明するために、理論物理学者は標準模型の拡張を試みてきました。このようにして、さらに広範囲の理論上の粒子を追加できます。しかし、この世界公式を作成するのはそれほど簡単ではありません。これらの拡張機能の 1 つに、アクシオンと呼ばれる粒子のタイプがあります。それらは理論上の素粒子と考えられます。
それらの存在は物理学において議論の余地があります。理論物理学者は、量子論のやっかいな問題を解決してくれるため、それらをありがたく受け入れています。一部のアクシオンは冷たい暗黒物質のように動作します。しかし、他の証拠と矛盾するため、多くの人には人気がありません。
アクシオンはしばしば排除される可能性がある
全体として、アクシオンを含む世界公式モデルは核スピンの測定から除外されることがよくあります。銀河のスペクトル観測では、それらが暗黒物質の候補である可能性も排除されています。しかし、理論上の素粒子は非常に有用であるため、研究者はいくつかを除外した後、すぐにさらに多くの素粒子を探します。
新しい研究は、現時点での世界公式に取り組んでいます。素粒子物理学には遠方の銀河が使用されます。アクシオンが本当に存在する場合、それらは高エネルギー相互作用によって生成されるでしょう。まさにそのような相互作用は粒子加速器でも見られます。しかし、ブラックホールの近くでも発生します。
少なくとも世界公式はこの研究には当てはまらない
研究チームは、銀河NGC 1275のブラックホールから放出されるX線信号を調べた。世界公式の仮定によれば、標準模型のアクシオンは既知の粒子よりも大きな質量を持っています。したがって、それらはより軽い粒子に分解されます。一方、質量の小さいアクシオンは特定の波長の光子に崩壊します。
X線検査ではアクシオンは検出されませんでした。これが、研究者たちが世界公式のさらなるモデルを除外する理由です。しかし、これはまだ反証されていないアクシオンモデルがまだ存在するという証拠がないわけではありません。 世界公式は、これまで物理学者が解決できなかった大きな謎でした。これら3 つは物理学者が簡単に可能にしたものです。