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Chandra-Teleskopdaten werfen Schatten auf "Theorie von allem"

Chandra-Teleskopdaten werfen Schatten auf


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In der Physik gibt es eine Vorstellung vom Universum - einige theoretischer als andere -, dass jede Kraft, jedes Teilchen und jede Wechselwirkung in einem Netzwerk verbunden ist, das durch eine einzige, elegante Theorie beschrieben wird. Die Stringtheorie ist ein populärer Vorschlag für eine solche "Theorie von allem", und obwohl es in der gesamten Physikgemeinschaft viele Ansätze zur Stringtheorie gibt, existieren nur wenige mit experimentellen Grundlagen.

Bis jetzt.

Kürzlich suchte eine neue Studie nach spezifischen Partikeln, die von mehreren Modellen der Stringtheorie vorhergesagt wurden, und fand nichts, was die Glaubwürdigkeit einiger Modelle mindert, berichtet phys.org.

VERBINDUNG: STRING THEORY EXPLAINED: EIN KURZER ÜBERBLICK FÜR STARTER

Axionen sind entscheidend für die Stringtheorie

Die Forscher der Studie suchten nach einem einzigartigen Teilchen namens "Axion". Bisher hatte noch niemand diese Partikel mit außergewöhnlich geringer Masse entdeckt. Niemand wusste, welchen Massenbereich diese Partikel überspannen sollten. Obwohl die Nichterkennung ihre theoretische Realisierbarkeit nicht vollständig aufhebt, trifft sie einige Modelle innerhalb der Ideenfamilie zur Stringtheorie kritisch.

"Bis vor kurzem hatte ich keine Ahnung, wie viel Röntgenastronomen in Bezug auf die Stringtheorie auf den Tisch bringen, aber wir könnten eine wichtige Rolle spielen", sagte Christopher Reynolds von der Universität Cambridge, der die Studie leitete. "Wenn diese Teilchen irgendwann entdeckt werden, würde dies die Physik für immer verändern."

Eine wilde Eigenschaft dieser Partikel mit extrem geringer Masse ist ihre Fähigkeit, sich sporadisch in Photonen umzuwandeln (sie bedeuten Licht), wenn sie sich durch Magnetfelder bewegen. Aber auch das Gegenteil passiert: Manchmal verwandeln Umstände Photonen wieder in Axionen. Wie oft Conversions stattfinden, hängt von ihrer "Konvertierbarkeit" ab.

Einige Wissenschaftler haben jedoch die Existenz einer breiteren Klasse von Partikeln mit extrem geringer Masse vorgeschlagen - ähnlich wie Axionen - aber flexibler.

Axionartige Partikel, die flexible Alternative

Wenn gewöhnliche Axionen bei jeder spezifischen Masse einen einzigen Konvertierbarkeitswert hätten, würden diese alternativen "axionartigen Teilchen" einen Bereich von Konvertierbarkeitswerten bei derselben Masse anzeigen.

"Während es wie ein langer Schuß klingt, nach winzigen Teilchen wie Axionen in gigantischen Strukturen wie Galaxienhaufen zu suchen, sind sie tatsächlich großartige Orte, um nachzuschauen", sagte David Marsh, Mitautor der Studie von der Universität Stockholm in Schweden zu phys.org. "Galaxienhaufen enthalten Magnetfelder über große Entfernungen und häufig auch helle Röntgenquellen. Zusammen erhöhen diese Eigenschaften die Wahrscheinlichkeit, dass die Umwandlung axionartiger Partikel nachweisbar ist."

Schatten werfen auf die "Theorie von allem"

Auf der Suche nach Anzeichen einer axionartigen Partikelumwandlung untersuchte das Astronomenteam mehr als fünf Tage lang Chandra-Beobachtungen von Röntgenstrahlen von Material, das hilflos auf das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum des Perseus-Galaxienhaufens fällt. Die Untersuchung der hellen Röntgenquelle durch das Team ergab ein Spektrum mit einer Empfindlichkeit, bei der Verzerrungen in Gegenwart axionartiger Partikel vorhergesagt wurden.

Da keine derartigen Verzerrungen festgestellt wurden, schlossen die Forscher das Vorhandensein der meisten Arten von axionartigen Teilchen im erforderlichen Massenbereich aus - etwa einem Millionstel eines Milliardstels der Masse eines Elektrons.

Während ihre Forschung die Existenz axionartiger Teilchen nicht vollständig ausschließt, stellt dies einen "unterschätzten Tweet" der Wissenschaft dar: Fortschritte, die durch die Nichtbestätigung wissenschaftlicher Theorien erzielt werden, sind ebenso wichtig wie (wenn auch weniger aufregend als) positive Entdeckungen. Es wird weniger aufregend, aber bedeutender sein, wenn Wissenschaftler erklären, dass das COVID-19-Coronavirus keine Bedrohung mehr darstellt - als es war, als das neuartige Virus zum ersten Mal über den Planeten fegte.



Bemerkungen:

  1. Bradal

    Stimmt dir absolut zu. Darin ist etwas ausgezeichnetes Denken.

  2. Jarvi

    Was ist der richtige Satz ... Super, tolle Idee

  3. Taurg

    Es ist Schande!

  4. Amphion

    Ich muss dir sagen, dass du irregeführt bist.

  5. Gardazuru

    Unvergleichliches Thema ist für mich interessant))))))



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