[ad_1]

تصویر

تصویر: همانطور که نور پس زمینه مایکروویو کیهانی ساطع شده 13.8 میلیارد سال پیش (تصویر سمت چپ) همانطور که روی زمین مشاهده می شود (تصویر سمت راست) از طریق جهان حرکت می کند ، جهتی که … بیشتر

اعتبار: J. Minami / KEK

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 کلید 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 اثرات 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 ؛ مقاله به عنوان “پیشنهاد سردبیر” انتخاب شد و توسط سردبیران مجله به عنوان مهم ، جالب و خوش نوشت رتبه بندی شد.

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 هنگامی 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 شده است زیرا نور خورشید توسط قطرات آب در جو پخش می شود. به همین ترتیب ، 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 (شکل را ببینید).

یوتا مینامی ، عضو فوق دکترا در IPNS ، KEK ، گفت: “اگر ماده تاریک یا انرژی تاریک با نور زمینه مایکروویو کیهانی ارتباط برقرار کند به گونه ای که تقارن برابری را می شکند ، می توانیم امضای آن را در داده های قطبی 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 معرفی شده توسط خود آشکارسازها ، دقت اندازه گیری زاویه قطبش کیهانی را محدود می کرد (شکل را ببینید).

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 گرد و غبار سبک در 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 اصلی در IPMU کاولی ، گفت: “روشن است که ما هنوز شواهد قطعی برای فیزیک جدید پیدا نکرده ایم ؛ برای تأیید این سیگنال به اهمیت آماری بالاتری نیاز است. اما ما هیجان زده هستیم ، زیرا سرانجام روش جدید ما به ما اجازه داده است 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 قطبش مایکروویو موجود – و آینده – مانند سیمون آرایه و LiteBIRD اعمال کرد که شامل KEK و Kavli IPMU است.

###

نویسندگان: یوتو مینامی (1) ، ائیچیرو کوماتسو (2،3)

وابستگی نویسنده:

1. سازمان تحقیقات شتاب دهنده انرژی بالا ، 1-1 Okho ، Tsukuba ، Ibaraki ، 305-0801 ، ژاپن

2. موسسه فیزیکی و ریاضیات کاولی جهان (Kavli IPMU ، WPI) ، دانشگاه توکیو ، چیبا 277-8582 ، ژاپن

3. موسسه اخترفیزیک ماکس پلانک ، خیابان 1 کارل-شوارتزیلد ، 85741 گارچینگ ، آلمان

تماس تحقیق:

یوتا مینامی

موسسه تحقیقات ذرات و هسته ، موسسه تحقیقاتی شتاب دهنده های انرژی بالا (KEK ، ژاپن)

دانشجوی فوق دکترا

ایمیل: yminami_at_post.kek.jp

لطفا * _at_ را به @ تغییر دهید

اییچیرو کوماتسو

موسسه فیزیک و ریاضیات جهان کاولی ، دانشگاه توکیو

رئیس تحقیقات

موسسه اخترفیزیک ماکس پلانک

مدیر گروه کیهان شناسی جسمی

ایمیل: komatsu_at_mpa-garching.mpg.de

تلفن: +49-89-30000-2208

لطفا * _at_ را به @ تغییر دهید

تماس با رسانه:

حاجیمه هیکینو

دفتر روابط عمومی ، موسسه تحقیقاتی شتاب دهنده های انرژی بالا (KEK ، ژاپن)

ایمیل: press_at_kek.jp

لطفا * _at_ را به @ تغییر دهید

هیرکو تادا

دفتر روابط عمومی

موسسه تحقیقات ذرات و هسته ، موسسه تحقیقاتی شتاب دهنده های انرژی بالا (KEK ، ژاپن)

ایمیل: htada_at_post.kek.jp

لطفا * _at_ را به @ تغییر دهید

جان عماری

فشار داد

موسسه فیزیک و ریاضیات کاولی ، دانشگاه توکیو

ایمیل: press_at_ipmu.jp

تلفن: 080-4056-2767

لطفا * _at_ را به @ تغییر دهید

هانلور همرل

فشار داد

موسسه اخترفیزیک ماکس پلانک

ایمیل: pr_at_mpa-garching.mpg.de

لطفا * _at_ را به @ تغییر دهید

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir