اشاره ای به فیزیک جدید در تابش قطبی جهان اولیه – ScienceDaily


با استفاده از داده های پلانک از تابش زمینه مایکروویو کیهانی ، یک تیم بین المللی از محققان نشانه ای از فیزیک جدید را مشاهده کردند. این تیم روش جدیدی را برای اندازه گیری زاویه قطبش نور باستان با کالیبره کردن آن با انتشار گرد و غبار از راه شیری خود ایجاد کردند.

اگرچه سیگنال با دقت کافی برای نتیجه گیری قطعی تشخیص داده نمی شود ، اما ممکن است نشان دهد که ماده تاریک یا انرژی تاریک باعث نقض اصطلاحاً “تقارن برابری” می شود.

اعتقاد بر این است که قوانین فیزیک حاکم بر جهان با قرار گرفتن در آینه تغییر نمی کنند. به عنوان مثال ، الکترومغناطیس به همان روش کار می کند ، خواه در سیستم اصلی باشید یا در یک سیستم آینه ای که تمام مختصات فضایی در آن معکوس هستند.

اگر این تقارن که “برابری” نامیده می شود شکسته شود ، ممکن است حاوی کلیدی برای درک ماهیت گریز از ماده تاریک و انرژی تاریک باشد که به ترتیب 25 و 70 درصد بودجه انرژی جهان امروز را تشکیل می دهند. در حالی که هر دو تاریک هستند ، این دو م componentsلفه تأثیرات متضادی در تکامل جهان دارند: ماده تاریک جذب می کند ، در حالی که انرژی تاریک باعث انبساط سریع و سریع جهان می شود.

یک مطالعه جدید با مشارکت محققان موسسه تحقیقات ذرات و انرژی هسته ای (IPNS) در سازمان تحقیقات شتاب دهنده انرژی بالا (KEK) ، موسسه فیزیک و ریاضیات کاولی از Kavli Kavli (Kavli IPMU) از دانشگاه توکیو و موسسه اخترفیزیک ماکس پلانک (MPA) اشاره ای آزار دهنده به فیزیک جدید را گزارش می کند – با اطمینان 99.2٪ ، که تقارن برابری را می شکند.

یافته های آنها در ژورنال منتشر شده است نامه های معاینه فیزیکی در 23 نوامبر 2020

نشانه شکستن تقارن برابری در تابش زمینه مایکروویو کیهانی ، نور باقیمانده از انفجار بزرگ پیدا شد. نکته اصلی نور قطبی زمینه مایکروویو کیهانی است. نور یک موج الکترومغناطیسی انتشار است. وقتی این امواج از نوساناتی در جهت دلخواه تشکیل می شود ، فیزیکدانان آن را “قطبی” می نامند. قطبش زمانی اتفاق می افتد که نور پراکنده شود.

به عنوان مثال نور خورشید متشکل از امواج با تمام جهات احتمالی نوسان است. بنابراین قطبی نیست. در همین حال ، نور رنگین کمان قطبی می شود زیرا نور خورشید توسط قطرات آب در جو پخش می شود. به طور مشابه ، نور پس زمینه مایکروویو کیهانی در ابتدا قطبی می شود که 400000 سال پس از انفجار بزرگ توسط الکترون پراکنده شود. در حالی که این نور به مدت 13.8 میلیارد سال در جهان پیموده است ، برهم کنش زمینه مایکروویو کیهانی با ماده تاریک یا انرژی تاریک می تواند باعث چرخش صفحه قطبش در یک زاویه شود.

یوتا مینامی ، عضو فوق دکترا در IPNS ، KEK ، گفت: “اگر ماده تاریک یا انرژی تاریک به گونه ای با نور پس زمینه مایکروویو کیهانی ارتباط برقرار کند که تقارن برابری را بشکند ، می توانیم امضای آن را در داده های قطب بندی پیدا کنیم.”

برای اندازه گیری زاویه چرخش ، دانشمندان به آشکارسازهای حساس به قطبش ، مانند آنهایی که در ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا (ESA) هستند ، نیاز دارند. و آنها باید بدانند که جهت گیری آشکارسازهای حساس به قطب بندی به سمت آسمان چیست. اگر این اطلاعات با دقت کافی شناخته نشده بود ، به نظر می رسد صفحه قطبش اندازه گیری شده به طور مصنوعی چرخانده و سیگنال کاذبی ایجاد می کند.

در گذشته عدم اطمینان در مورد چرخش مصنوعی که توسط خود آشکارسازها ارائه می شد ، دقت اندازه گیری زاویه قطبش کیهانی را محدود می کرد.

مینامی گفت: “ما روش جدیدی برای تعیین چرخش مصنوعی با استفاده از نور قطبی منتشر شده توسط گرد و غبار در راه شیری خود ایجاد كرده ایم.” “با این روش به دقتی دو برابر کار قبلی دست یافته ایم و در نهایت می توانیم (زاویه قطبش) را اندازه گیری کنیم.”

مسافتی که نور و گرد و غبار در کهکشان راه شیری طی کرده بسیار کمتر از زمینه مایکروویو کیهانی است. این بدان معنی است که انتشار گرد و غبار تحت تأثیر ماده تاریک یا انرژی تاریک قرار نمی گیرد ، یعنی. (زاویه قطبش) فقط در پرتو زمینه مایکروویو کیهانی وجود دارد ، در حالی که چرخش مصنوعی هر دو را تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین ، می توان از اختلاف در زاویه قطبش اندازه گیری شده بین دو منبع نور برای اندازه گیری (زاویه) استفاده کرد.

تیم تحقیقاتی از روش جدید برای اندازه گیری (زاویه) داده های قطبش گرفته شده از ماهواره پلانک استفاده می کند. آنها نشانه شکستن تقارن برابری را با سطح اطمینان 99.2٪ پیدا کردند. ادعای کشف فیزیک جدید به اهمیت آماری یا سطح اطمینان 99.99995 درصدی نیاز دارد.

Eiichiro Komatsu ، مدیر MPA و محقق ارشد IPMU در Kavli ، گفت: “روشن است که ما هنوز شواهد قطعی برای فیزیک جدید پیدا نکرده ایم ؛ برای تأیید این سیگنال به اهمیت آماری بالاتری نیاز است. به ما اجازه دهید این اندازه گیری “غیرممکن” را انجام دهیم ، که ممکن است به یک فیزیک جدید اشاره کند. “

برای تأیید این سیگنال ، روش جدید را می توان برای هر یک از آزمایش های موجود – و آینده – اندازه گیری قطب بندی زمینه مایکروویو فضایی مانند سیمون آرایه و LiteBIRD که هر دو KEK و Kavli IPMU در آن شرکت می کنند ، اعمال کرد.


منبع: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>