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天文学家探测到由中子星发出的奇怪信号 可能是长期寻找的基本粒子的指纹

天文学家探测到由中子星发出的奇怪信号 可能是长期寻找的基本粒子的指纹

天文学家探测到由中子星发出的奇怪信号 可能是长期寻找的基本粒子的指纹

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,天文学家探测到一组由中子星发出的奇怪信号,据悉,这些中子星可能是科学家们长期寻找的基本粒子的指纹--甚至可能是暗物质。一个无法解释的过量X射线暗示了轴子--一种可能可以解决几个长期存在的物理学难题的假想“幽灵”粒子--的存在。

当大质量恒星变成超新星时,它们会留下中子星,其核心密度极高且拥有强大的磁场。一组绰号为Magnificent Seven的中子星被认为会产生紫外线和低能量X射线,但几年前天文学家发现它们也会以某种方式释放出高能X射线,而这是目前已有模型无法解释的。

在新研究中,研究团队提出了一个有趣的解释,即这些信号可能来源于轴子。这些假设的粒子最早则是在1977年被提出的,其目的是解决一个叫做强CP问题的宇宙学难题,这个问题简单地说就是思考中子不跟电场发生作用的原因。后来,轴子成为了暗物质的一个很有前景的候选者。暗物质是一种神秘的物质,据信其数量是普通物质粒子的五倍。

如果轴子存在,那么它们的质量将会非常小且很少跟常规物质相互作用,但却能畅通无阻地穿过人类和行星--因此被称为“幽灵粒子”。但它们可能通过跟电磁场相互作用如周围的中子星来让人们知道它们的存在。

研究人员提出,轴子可以在这些中子星的中心大量产生并到达外部,然后在那里,磁场将它们转换成光子。由于轴子携带着大量的能量,所以它们的光子也会产生在这些恒星周围观察到的高能X射线。

“我们并不是说我们已经发现了轴子,但我们是想说额外的X射线光子可以用轴子来解释,”该研究的一位作者Raymond Co说道,“这是一个令人兴奋的X射线光子过剩的发现,这是一种令人兴奋的可能性,它已经跟我们对轴子的解释表现出相一致。”

实际上,天文学家已经用这种对轴子的解释来运行并试图通过寻找中子星周围的射电信号的迹象或星系团中的X射线异常来寻找这些粒子,但都无济于事。这使得对这种奇怪信号的新探测符合轴子的要求,这非常有趣。更妙的是,它们可能已经在实验室实验中出现了。

如果轴子确实存在,那么它们将是非常方便的小粒子。它们不仅可以解决强CP问题和暗物质问题,而且还可以为弦理论提供依据并有助于解释为什么宇宙中物质比反物质多那么多。

研究小组指出,即使X射线的过量不是由轴子引起,他们仍可能提出超出标准模型范围的问题,这意味着全新物理学的诞生。为了找到答案,研究人员的下一步是研究白矮星--这是一个没有X射线的环境。

相关研究报告已发表在《Physical Review Letters》上。




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