[ad_1]

اشاره ای به فیزیک جدید در تابش قطبی جهان اولیه

همانطور که نور پس زمینه مایکروویو کیهانی ساطع شده 13.8 میلیارد سال پیش (تصویر سمت چپ) در حالی که در زمین مشاهده می شود (تصویر سمت راست) در جهان حرکت می کند ، جهتی که موج الکترومغناطیسی نوسان می کند (خط نارنجی) با چرخش زاویه β. چرخش می تواند ناشی از فعل و انفعال ماده تاریک یا انرژی تاریک با نور زمینه مایکروویو کیهانی باشد که باعث تغییر الگوهای قطبش (خطوط سیاه داخل تصاویر) می شود. مناطق قرمز و آبی تصاویر به ترتیب مناطق گرم و سرد زمینه مایکروویو فضایی را نشان می دهد. 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 کلید فهم ماهیت گریز از ماده تاریک و انرژی تاریک باشد که به ترتیب 25 و 70 درصد بودجه انرژی جهان 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 علوم 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 بعنوان “پیشنهاد سردبیر” انتخاب شد و توسط سردبیران مجله به عنوان مهم ، جالب و خوب نوشته شده است.

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. هنگامی که این امواج از نوساناتی در جهت دلخواه تشکیل 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 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. از آنجا که این نور به مدت 13.8 میلیارد سال در جهان می گذرد ، برهم کنش زمینه مایکروویو کیهانی با ماده تاریک یا انرژی تاریک می تواند باعث چرخش صفحه β قطبی شود (شکل).

یوتو 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 قطبش پیدا کنیم.”

برای اندازه گیری زاویه چرخش β ، 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 یک سیگنال غلط ایجاد می کند. در گذشته ، عدم اطمینان در مورد چرخش مصنوعی معرفی شده توسط خود آشکارسازها ، دقت اندازه گیری زاویه قطبش کیهانی β 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 ، ما به دقتی دو برابر کار قبلی دست یافته ایم و در نهایت می توانیم β را اندازه گیری کنیم.” مسافتی که نور از گرد و غبار در راه شیری طی کرده بسیار کمتر از فضا است. زمینه مایکروویو این بدان معنی است که انتشار گرد و غبار تحت تأثیر ماده تاریک یا انرژی تاریک قرار نمی گیرد ، یعنی. β 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 زاویه قطبش اندازه گیری شده بین دو منبع نوری برای اندازه گیری β استفاده کرد.

تیم تحقیق از روش جدید برای اندازه گیری β از داده های قطبش گرفته شده از ماهواره پلانک استفاده کردند. آنها نشانه شکستن تقارن برابری را با سطح اطمینان 99.2٪ پیدا کردند. برای ادعای کشف فیزیک جدید ، به اهمیت آماری یا سطح اطمینان 99.99995 درصد بسیار بیشتر نیاز است. Eiichiro Komatsu ، مدیر MPA و محقق ارشد 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. 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 شامل KEK و Kavli IPMU است ، اعمال کرد.


سردرگمی کیهانی زمینه مایکروویو


اطلاعات بیشتر:
یوتا مینامی و همکاران استخراج جدید از تجزیه مجدد دو برابر کیهانی از داده های قطبی پلانک 2018 ، نامه های معاینه فیزیکی (2020) DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.221301

تهیه شده توسط بنیاد کاولی

نقل قول: اشاره ای از فیزیک جدید در تابش قطبی از اوایل جهان (2020 ، 25 نوامبر) ، بازیابی شده در 25 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-hint-physics-polarized-arly- جهان. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز معاملات منصفانه به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir

ایندکسر