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암흑 물질은 새로운 분석에서 구제를받습니다

의 허가로 재 인쇄되었습니다 Quanta 잡지의 추상화 블로그.

은하 센터는 밤에 마을 만 보여주는 밤에 대도시의 빛과 같이 너무 밝게 빛납니다. 우주지도 제작을 수정하기 위해 천체 물리학 자들은이 과도한 에너지의 빛을 강화할 수있는 일에 대해 토론하는 데 몇 년을 보냈습니다. 2015 년 에이 주장은 다소 불만의 설명에 찬성하여 결정적으로 스윙하는 것으로 보였다. 그러나 이번 달 초 과학적 사전 인쇄 사이트 arxiv.org에 게시 된이 작품에 대한 새로운 검토는 이러한 분석에서 결함이 있음을 밝혀 냈습니다. 매사추세츠 기술 연구소 (Massachusetts Institute of Technology)의 이론 물리학 자이자 논문의 공동 저자 인 레베카 린 (Rebecca Leane)은“우리가 이해하지 못하는 데이터에서 무슨 일이 일어나고있다”고 말했다.

새로운 연구는 3 월에 나온 두 명의 다른 연구와 함께 우주 기반 악기가 우주에 퍼져 있다고 생각되는 애매한“암흑 물질”의 첫 번째 직접적인 증거를 발견했을 가능성을 다시 열어줍니다.

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이 문제는 시카고 대학교의 천체 물리학자인 Dan Hooper와 뉴욕 대학교의 대학원생 인 Lisa Goodenough가 NASA의 Fermi Gamma-ray Space Telescope가 Gamma Rays로 알려진 에너지적인 광자를 너무 많이 집어 들고 있음을 알게되면서 2009 년에 처음 등장했습니다.

그는 이상이 갤럭시의 중심에있는 암흑 물질 입자의 이론적으로 뒤죽박죽으로 시작될 수 있다고 제안했다. 암흑 물질은 알려진 입자로 빛나거나 형제화되지 않지만, 올바른 종류의 충돌 로이 입자들은 친숙한 물질과 안티 라테의 샤워에서 멸종시킬 수 있으며, 이는 감마선 퍼프와 함께 나갈 수 있습니다. 이러한 파생물의 측정은 본질적으로 독점적으로 중력이 아닌 암흑 물질의 첫 번째 증거를 나타냅니다.

그러나 과도한 감마선을 생성 할 수있는 유일한 것은 아닙니다. 그들은 밀리 초 펄서로 알려진 우주 등대에서 빛을 발할 수 있습니다. 개별적으로 선택하기에는 너무 어둡게 발견되지 않은 펄서 그룹이 추가 감마선으로 은하의 중심을 목욕시킬 수 있습니다.

궁극적으로 2015 년에 발표 된 두 가지 연구가 평범한 사람을 향해 몸을 기울였습니다. Fermi 데이터는 거친 것처럼 보였다. 그것은 여러 밀리 초 펄서를 암시하는 밝은 픽셀과 펄서가 없음을 암시하는 희미한 픽셀을 가졌다. 암흑 물질이 범인이라면 모든 픽셀을 더 고르게 채색해야합니다. 암흑 물질 해석은 죽어 가고있는 것처럼 보였습니다.

이제 MIT의 이론적 물리학 자이자 2015 년 펄서 연구 중 하나의 공동 저자 인 Leane과 Tracy Slatyer는 약간의 생명을 암흑 물질 옵션으로 다시 호흡했습니다.

먼저, 듀오는 은하계 은하의 디지털 표현을 요리했습니다. 그들은 별, 가스, 먼지 및 알려진 펄서와 같은 알려진 성분을 추가했습니다. 그런 다음 그들은 가상 성분을 포함 시켰습니다. 암흑 물질의 상당한 도움뿐만 아니라 초기 모형에서 접근하지 않은 추가적인 작은 펄서도 포함 시켰습니다. 그들은 2015 년부터 같은 방법을 사용 하여이 가짜 은하수를 연구하여 암흑 물질을 찾을 수 있는지 확인했습니다. 궁극적으로 그들은 예상치 못한 펄서가 분석을 버렸다는 것을 알게 되어이 어두운 물질에 둔한 은하계가 거의 암흑 물질을 가졌다는 잘못된 결론을 내 렸습니다.

디지털 은하수는 추가가 추가로 결과를 바꿀 수있는 개념 증명서 역할을했지만, 비슷한 것이 실제 은하계에 영향을 줄 수 있는지 확인하기 위해 실제 Fermi 데이터에 모의 어두운 데이터 데이터를 추가했습니다. 그러나 그들은 데이터 분석이 추가 된 암흑 물질을 정확하게 식별하지 않았다는 것을 발견했습니다. 대신 그것은 끔찍한 펄서와 같은 지점에 너무 많은 신용을 주었다. 그리고 그들이 더 어두운 물건을 추가할수록 모델은 펄서에 대한 어두운 물질을 더 많이 착각했습니다. 이 기술은 연구자들이 관찰 된 감마선 빛을 5 번 이상 설명하기에 충분히 주입 할 때까지 가짜 암흑 물질을 스니핑하지 못했습니다.

그들의 결론 :이전 분석은 그것이 존재하는지 여부에 관계없이 암흑 물질을 찾지 못했습니다. Leane는“이 단계에서는 감마선에 대한 우리의 이해에 관한 무언가가 누락되었습니다. "실제로 존재한다면 암흑 물질 신호를 숨길 수 있습니다."

은하계의 다른 지역에서 동일한 기술로 일한 독일 아헨 대학교의 천체 물리학자인 알레산드로 쿠오 코 (Alessandro Cuoco)는 펄서 판결이 시기상일 수 있다는 소식을 듣고 놀라지 않습니다. 이 방법은 감마 광선이 어디에서 나오는 지 정확히 추정에 의존하며, 꺼진 경우 카드 전체가 넘어집니다. “이것은 매우 섬세한 분석입니다. 그는 매우 작은 세부 사항을 고려해야합니다.”라고 그는 말했습니다.“그들은 당신의 결론을 크게 바꿀 수 있습니다.”

연구원들은이 결과에 암흑 물질에 대한 새로운 증거가 포함되어 있지 않다고 강조합니다. 오히려, 그것은 갤럭시의 감마선 글로우에 대한 경쟁 설명을 약화시킵니다. 스톡홀름 대학교의 물리학자인 마틴 윈클러 (Martin Winkler)는“이것은 암흑 물질 설명을 약간 더 나은 모양으로 만듭니다.

또한, 3 월에 발표 된 두 개의 프리 인트 (Cuoco)가 공동으로 저술 한 두 명의 프리 인트 (Hooco)가 후퍼 (Hooper)가 공동으로 저술 한 두 가지 프리 인트 (Preprint). 둘 다 국제 우주 정거장의 알파 자기 분광계 (AMS) 실험의 최근 데이터를 분석했습니다. 새로운 연구에 따르면 AMS 실험은 예상되는 수준의 안티 프로 톤보다 더 높아 졌다고 결론을 내 렸습니다.

더욱이, AMS 데이터를 생성하는 데 필요한 암흑 물질 입자의 종류는 은하의 중심에서 관찰 된 감마선 빛을 생성하는 데 필요한 거의 같은 종류의 암흑 물질 입자입니다. 겹침은 일부 천체 물리학 자들이 2 대 1의 설명을보고 있다고 믿도록 격려했다.

그러나 AMS 데이터는 결정적이지 않습니다. 우주에는 안티 프로톤을 만드는 방법이 많이 있습니다. 지구에 의해 지구를 밟는 대부분의 사람들은 가스 클라우드에 충돌하는 humdrum cosmic ray에서 나온 것입니다. 모든 분석은 알려진 모든 소스를 정확하게 설명해야합니다. 오하이오 주립 대학 (Ohio State University)의 천체 물리학자인 팀 린든 (Tim Linden)은 최근 논문의 두 번째 논문을 공동 저술 한 Tim Linden은 AMS의 작은 상승이 암흑 물질의 존재를 암시하는지 또는 반올림 오류인지를 암시한다고 말했다. 그의 그룹은 암흑 물질 해석에 대한 적당한 지원을 발견했지만, 우주 광선이 이동하는 방법, 양성자가 초신성에 갇히는 방법, 태양풍이 얼마나 힘든지를 올바르게 계산 한 경우에만 가능합니다. Linden은 수학이 옳을 것 같지만 악마는 다음과 같이 가정합니다.“만약 당신이 사용하고있는 배경 모델이 실제 현실이라고 말하면, 나는‘Dark Matter!’를 비명을 지르고있을 것입니다.

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Cuoco, Linden 및 Winkler는 입자 가속기의 AMS 기기 및 정밀 양성자 측정에 대한 세부 사항이 모델을 개선하는 데 도움이 될 것이라고 말합니다. 그러나 암흑 물질에 대한 명확한 지점은 AMS 또는 다른 고도 실험에서 우주 광선이 거의 생산되지 않는 무겁고 목재 반물질 입자를 발견 한 경우입니다. Winkler는“이것은 흡연 총이 될 것입니다

전문가들은 이러한 입력으로 현재 모델링 전쟁이 수년 안에 정착 될 수 있다는 낙관론을 표현합니다. 그리고 이제 감마 레이 글로우가 다시 테이블에 올랐으므로, 암흑 물질에 대한 희망은 다소 밝아 보입니다. Leane은 Antiproton 측정에 대해“은하 센터 과잉이 게임에 돌아온다면, 우리는 잠재적으로 우리는 암흑 물질의 첫 번째 신호를보고 있습니다.”

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찰리 우드 (Charlie Wood)는 지구 안팎에서 물리 과학의 발전을 다루는 기자입니다. 그의 작품은 에 나타났습니다 Scientific American , 기독교 과학 모니터 Livescience , 다른 간행물. 이전에는 모잠비크와 일본에서 물리와 영어를 가르쳤으며 브라운 대학교에서 물리학 학사 학위를 받았습니다.


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