Astrofísicos têm conhecido nos últimos 80 anos que a maior parte do universo é composto de um desconhecido, a matéria escura . A solução para o mistério pode agora estar ao virar da esquina."Estamos à procura de um novo membro de nosso zoológico de partículas a fim de explicar a matéria escura. Nós sabemos que ele é um animal muito exótico. E nós encontramos uma explicação plausível", os relatórios são Raklev, professor associado de física de partículas noUniversidade de Oslo, do Departamento de Física - levando teórico da universidade na física de astropartículas. Raklev lançou um modelo que explica que a matéria escura pode consistir e como se pode descobrir as partículas invisíveis experimentalmente.
Mesmo que a matéria escura é invisível, astrofísicos sabem que ela existe. Sem essa matéria escura é impossível explicar como as coisas visíveis do universo estão juntas. Um ano 80 lutar O famoso do mundo, físico suíço Fritz Zwicky estava especulando sobre o que a matéria escura pode ser tão cedo quanto 1930. Astrofísicos calcularam que 80 por cento de toda a massa do universo é a matéria escura, invisível. Graças a esta gravidade aglomerados de matéria escura junto como matéria comum. A matéria escura pode explicar por que as estrelas se movem como eles fazem. A matéria escura pode também explicar a velocidade de rotação das galáxias.
"Mesmo que nós podemos calcular a quantidade de matéria escura que existe no universo, ainda sabemos pouco sobre o que é a matéria escura. As partículas de matéria escura deve ter um monte de massa, ou deve haver muitos deles. Neutrinos atender todos os requisitos da matéria escura. Mas há uma grande dificuldade. Eles têm massa muito pouco. " Raklev agora está tentando provar que a matéria escura é constituída por gravitinos. Esta é uma partícula que tenha sido tratado injustamente durante anos. Gravitinos são o parceiro supersimétrica de grávitons.
Ou, para ser ainda mais preciso: "A gravitino é o parceiro, hipotético supersimétrica do gráviton partícula hipotética, por isso também é impossível prever uma partícula hipotética mais do que isso", ri Raklev (abaixo), que escreve sobre suas páginas web que ele está à procura de material escuro, tanto sob o seu sofá e outros lugares.
A fim de aprofundar porque Raklev acredita matéria escura consiste gravitinos, e ter alguma chance de entender a teoria por trás gravitinos, Apollon tem que ter um par de passos para trás: Passo 1: Físicos supersimetria quiser saber se deve ou não natureza é supersimétrica.Supersimetria significa que existe uma simetria entre matéria e forças. Para cada tipo de elétrons e quarks há um correspondente parceiro, pesado supersimétrica. As partículas supersimétricas foram criados no instante após o Big Bang . Se alguns deles sobreviveram até hoje, pode ser o que a matéria escura é feita.
O parceiro supersimétrica do gravitino é, como Apollon disse, o graviton. "Um gráviton é a partícula acreditamos medeia força gravitacional, como um fóton, a partícula de luz, medeia força eletromagnética. Enquanto grávitons não pesam nada, gravitinos podem pesar muito. Se a natureza é supersimétrica e grávitons existe, então gravitinos também existem. E vice-versa. Isso é matemática pura. " Mas há um pequeno, mas. Os físicos não podem demonstrar a relação entre grávitons e gravitinos antes que eles conseguiram unificar todas as forças da natureza.
Passo 2: As forças da natureza Um dos maiores físicos coisas longas a fazer é unificar todas as forças da natureza em uma única teoria. Em meados do século passado, os físicos descobriram que a eletricidade eo magnetismo eram parte da mesma força da natureza. Esta força tem sido chamado desde o eletromagnetismo. Duas das outras forças da natureza são a força nuclear forte ea força nuclear fraca. A força nuclear fraca pode ser visto em, entre outras coisas, a radioactividade. A força nuclear forte é 10000000000 vezes mais forte e une prótons e nêutrons.
Na década de 1970, o eletromagnetismo foi unificado com os fortes e as forças nucleares fraca em que os físicos chamam o modelo padrão. A quarta força da natureza é a gravidade. Mesmo que seja incrivelmente doloroso para cair pelas escadas abaixo, a gravidade é a mais fraca das quatro forças da natureza . O problema é que os físicos ainda não foram capazes de unificar a gravidade com as três outras forças da natureza.
Os físicos dia ganhar um entendimento unificado de todas as quatro forças da natureza, eles vão ganhar uma compreensão única do mundo. Isto fará com que seja possível para todas as interacções entre todos os imagináveis possíveis partículas na natureza. Os físicos chamam essa Teoria do dedo do pé ( Teoria de Tudo ). A fim de unificar a força gravitacional com as outras três forças da natureza que temos de entender a gravidade como a teoria quântica. Isto significa que precisamos de uma teoria em que o gráviton partícula está incluído no núcleo atômico.
Os investigadores estão agora à procura de sinais de supersimetria e tanto a Teoria pés.Descobrindo o gráviton seria um enorme passo nessa direção. Revela matéria escura Como o leitor pode ter entendido, é muito difícil para pesquisar a matéria escura. Isto porque a matéria escura não tem relações eletromagnética para partículas terrestres em tudo.
Um exemplo de matéria escura é o neutrino acima mencionado. Infelizmente, os neutrinos compõem apenas uma parte minúscula imperceptível da matéria escura. Mesmo que não tenha sido possível observar a matéria escura, vários bilhões de neutrinos corrida através de seu corpo a cada segundo. No entanto, sua velocidade é um pouco limitado. As partículas se movem tão lentamente que a velocidade do sistema solar se move ao redor da galáxia.
Em outras palavras, a apenas 400 quilômetros por segundo. "Quando não há relações eletromagnéticas com partículas visíveis, as partículas podem passar através de nós, sem quaisquer instrumentos de medição detectá-los. Este é o lugar onde a supersimetria entra Se a supersimetria é certo, os físicos podem explicar porque não existe matéria escura no universo. Isso é o que é divertido sobre o meu trabalho ", ri Raklev. Ele agora está afirmando que a matéria escura consiste principalmente de gravitinos.
"A supersimetria simplifica tudo., Se a teoria do dedo do pé existe, em outras palavras, se é possível unificar as quatro forças da natureza, gravitinos deve existir." Os gravitinos foram formadas logo após o Big Bang. "Pouco tempo depois do Big Bang tivemos uma sopa de partículas que colidiram. Glúons, que são as partículas de força tendo em força nuclear forte, colidiu com outros glúons e gravitinos emitidos. Gravitinos Muitos foram formadas após o Big Bang, enquanto o Universo ainda era plasma. Então nós temos uma explicação de por que gravitinos existe. "
Os físicos têm até agora visto gravitinos como um problema. Eles acreditavam que a teoria da supersimetria não funciona porque há gravitinos demais. "Os físicos, por isso, se esforçou para eliminar gravitinos de seus modelos. Nós, por outro lado, ter encontrado uma nova explicação que unifica o modelo de supersimetria com a matéria escura, que consiste em gravitinos. Se a matéria escura não é estável, mas apenas muito tempo viveu, é possível explicar como a matéria escura consiste gravitinos ".
Nos modelos antigos matéria escura foi sempre eterno. Isto significava que gravitinos eram uma parte incómodos do modelo de supersimetria. No novo modelo Raklev, a sua vida já não é infinita.No entanto, o tempo de vida médio de gravitinos é muito longo e, na verdade, mais do que o tempo de vida do universo. No entanto, há uma grande diferença entre uma vida sem fim e uma vida útil de mais de 15 bilhões de anos. Com um tempo de vida limitado, gravitinos deve ser convertido em outras partículas. É precisamente este efeito de conversão que pode ser medido. E a conversão explica o modelo.
"Nós acreditamos que quase toda a matéria escura é gravitinos. A explicação está em matemática muito difíceis. Estamos desenvolvendo modelos especiais que calculam as conseqüências dessas teorias e prever como as partículas podem ser observadas em experimentos." As medidas são pesquisadores em curso estão agora tentando testar experimentalmente e explicar por que essas novas partículas ainda não foram observados nos experimentos do CERN, em Genebra, na Suíça.
"Por outro lado, deveria teoricamente possível observá-los a partir de uma sonda". A maneira mais simples de gravitinos observando poderia estar estudando o que acontece se duas partículas colidem no universo e são convertidos em outras partículas, como fótons ou antimatéria. Mesmo que as colisões ocorrem muito raramente, ainda há muito a matéria escura no universo que um número significativo de fotões devem ser capazes de ser produzidas.
O grande problema é que gravitinos não colidem. "Pelo menos isso acontece tão raramente que nunca poderia esperar para observá-lo." No entanto, há esperança. "Felizmente para nós, gravitinos não são cem por cento estável. Eles são convertidos em outra coisa em algum ponto. Nós podemos prever o que o sinal parece que depois gravitinos foram convertidos. A conversão irá enviar uma pequena onda eletromagnética. Este é também chamado um raio gama. "
Fermi-LAT NASA sonda espacial está medindo os raios gama. Um certo número de grupos de investigação estão agora a análise dos dados. "Até agora só temos visto ruído. Mas um dos grupos de pesquisa afirmam ter observado um superávit pequeno, suspeito de raios gama do centro de nossa galáxia. Suas observações podem se encaixar nossos modelos", diz Raklev.
O Galaxy Diário via Universidade de Oslo
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