İşığı buraxmayan, udmayan və əks etdirməyən və kainatın kütləsinin böyük hissəsini təşkil etdiyi təxmin edilən tutulmaz maddə növü olan qaranlıq maddə üçün davam edən axtarışlar hələ də qəti nəticə verməyib. İlk dəfə 1970-ci illərdə nəzəriyyə edilən fərziyyə elementar hissəciklər olan aksionlar qaranlıq maddə üçün ən perspektivli namizədlər sırasındadır.

İki fərqli tədqiqat qrupu, biri Università di Padova, Universidad de Zaragoza/TU Dortmund, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY və SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriyasında, digəri isə Kaliforniya Universitetində, Berklidə (UC Berkeley) bu yaxınlarda müstəqil olaraq aksionlar üzrə axtarışlar aparıblar.

Onların hər ikisi Physical Review Letters- də dərc olunan məqalələri axionların xüsusiyyətlərinə daha da sərt məhdudiyyətlər qoyur, eyni zamanda bu çətin qaranlıq maddə namizədlərinin gələcək axtarışı üçün yeni imkanlar açır.

Edoardo Vitagliano, Physiautorg-un birinci məqaləsində deyib: “Yekun mühakimə yürütmək üçün hələ tez olsa da, LHC-də aparılan axtarışlar və zəif qarşılıqlı təsir göstərən kütləvi hissəciklərin birbaşa aşkarlanması təcrübələri boş nəticələr verdiyini, bu səbəbdən adi maddə ilə çox zəif birləşən yeni sub-GeV hissəciklərinə getdikcə artan marağı artırması diqqətəlayiqdir .

“Bu baxımdan, aksionlar hal-hazırda standart modeldən kənarda fizika üçün ən yaxşı namizədlərdən bəziləridir. Onlar 1970-ci illərin sonunda güclü CP problemini həll etmək üçün təklif edilən yeni hissəcik olan QCD aksionunun ümumiləşdirilməsidir .”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749546781&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-axions-ray-entire-galaxies.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjY5Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749546779723&bpp=1&bdt=85&idt=101&shv=r20250609&mjsv=m202506090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280&nras=1&correlator=7600217184182&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1724&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092756%2C31092895%2C31092900%2C95353386%2C31092908%2C95362799%2C95359265%2C95362802%2C95363076&oid=2&psts=AOrYGskxgMOf_BgRxW7q26Q-MHiCGS7vBwCMBmUo3nI6KjReho9o-V-nAX3kSmQw3yBRSBMrT4NxzsfNBwfg7w&pvsid=7910887452924861&tmod=1281843886&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=1823

Son məqalələrində Vitagliano və həmkarları, xüsusi olaraq fotonlarla qarşılıqlı əlaqəni aşkar etməyə yönəlmiş aksion axtarışlarının aparılması üçün tamamilə yeni bir zondun potensialını qiymətləndirməyə başladılar. Ulduzların çoxlu miqdarda işıq hissəcikləri əmələ gətirdiyi məlumdur; məsələn, ulduz plazması davamlı olaraq neytrinolar istehsal edir ki, bu da digər hissəciklərlə zəif qarşılıqlı təsirinə görə asanlıqla qaça bilir. Komandanın tədqiqatının arxasında duran ideya ondan ibarətdir ki, fotonların onlarla zəif qarşılıqlı əlaqədə ola biləcəyi oxşar proseslər zamanı aksionlar yarana bilər.

“M82 (Siqar qalaktikası) kimi ulduzların fövqəladə yüksək sürətlə əmələ gəldiyi ulduz partlayışı qalaktikaları daxilindəki kütləvi ulduzlar, sıx nüvələrdən çıxan və sonradan ulduzların xaricində çürüyən aksionlar yarada bilər” dedi Vitagliano. “Belə nəhəng ulduzlarda temperatur 100 milyon Kelvinə çata bildiyinə görə, nüvələrdən oxların çəkildiyi enerji təxminən 100 keV ola bilər və beləliklə, diaqnostik radioqrafiya üçün istifadə olunanlara bənzər fotonlar əmələ gəlir.”

Tədqiqatçılar nəhəng ulduzların yaratdığı foton axınının eyni ulduz partlayışı qalaktikalarından gələn standart rentgen siqnallarından əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olacağını irəli sürdülər. Konkret olaraq, onlar yavaş hissəciklərin parçalanması ilə induksiya olunan sərt spektr (yəni, yüksək enerjili hissəciklərin üstünlük təşkil etdiyi) və bucaq yayılma (yəni, hissəciklərin müxtəlif istiqamətlərdə və bir sıra bucaqlarda hərəkət etməsi ilə) nümayiş etdirəcəklər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Beləliklə, bu müxtəlif rentgen siqnalları aksionlar üçün dəyərli bir zond ola bilər. Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, Vitagliano və həmkarları NuSTAR teleskopu tərəfindən toplanmış rentgen görüntülərindən istifadə edərək bu ideyanı nümayiş etdirərək, bunun yeni çürüyən hissəcikləri kəşf etmək və Standart Modeldən kənarda fizikanı araşdırmaq üçün perspektivli bir vasitə ola biləcəyini göstərdilər.

“M82-nin nüvəsində yaranan aksionlar on minlərlə il ərzində yayılır və nəhayət fotonlara çevrilir və qalaktikanın ətrafını əhatə edən rentgen şüalarının halosu əmələ gəlir”, – deyə məqalənin həmmüəllifi Damiano Fiorillo izah edib.

“Biz bu halonun formasını və intensivliyini müəyyən etdik və NuSTAR teleskopunun məlumatlarını təhlil edərək, 1 Ms-dən çox müşahidələr arasında bu siqnal üçün heç bir sübut tapmadıq. Buna görə də, aksionun fotonla qarşılıqlı təsir gücü kifayət qədər kiçik olmalıdır və biz bu arqumentdən bu zəif qarşılıqlı təsirdə aparıcı məhdudiyyətləri əldə etmək üçün istifadə etdik.”

Vitagliano, Fiorillo və onların həmkarları tərəfindən aparılan son axtarışlar aksionların müşahidəsinə gətirib çıxarmasa da, bu, onlara kütlələri MeV-dən aşağı olan aksionlar üçün parametr məkanının əvvəllər kəşf edilməmiş hissələrini tədqiq etməyə imkan verdi və M82 qalaktikasının geniş kütlə diapazonu ilə aksionların yoxlanılması üçün güclü laboratoriya olduğunu göstərdi.

“Tantalizing olaraq, bu kütlə diapazonu ətrafında bir aksion siqnalının daha çox məlumatla müşahidə edilməsi, eyni zamanda, erkən kainat haqqında mühüm məlumatlar təqdim edəcək, məsələn, nisbətən aşağı istilik temperaturuna (yəni, inflyasiyanın bitdiyi və birinin isti, istilik, radiasiyanın üstünlük təşkil etdiyi kainatın qaldığı temperatur)” dedi Vitagliano.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=3763193310&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749546798&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-axions-ray-entire-galaxies.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjY5Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749546779724&bpp=2&bdt=86&idt=112&shv=r20250609&mjsv=m202506090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C750x280%2C336x280&nras=1&correlator=7600217184182&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4710&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=935&eid=31092756%2C31092895%2C31092900%2C95353386%2C31092908%2C95362799%2C95359265%2C95362802%2C95363076&oid=2&psts=AOrYGskxgMOf_BgRxW7q26Q-MHiCGS7vBwCMBmUo3nI6KjReho9o-V-nAX3kSmQw3yBRSBMrT4NxzsfNBwfg7w%2CAOrYGsnM3Fz016MjjOoF62ptF75S-WkXz5aC9rgj9zTmCgkctyBywcM-MThFbQqvhWkcDhescWfdga18yKzVS2c&pvsid=7910887452924861&tmod=1281843886&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=18831

“Bizim arqumentimiz Standart Modeldən kənar digər hissəciklərə və həmçinin müxtəlif astrofizik mənbələrə tətbiq oluna bilər, çünki sonuncular yeni hissəciklər yaratmaq üçün kifayət qədər isti, lakin çürüməni yavaşlatan böyük təkan amillərindən qaçmaq üçün kifayət qədər soyuqdur (vaxtın genişlənməsinə görə, nisbilikdə məşhur bir fenomen).”

Vitagliano və onun həmkarları tərəfindən həyata keçirilən aksion axtarışının nəticələri, UC Berkeley-də iki tədqiqatçı tərəfindən aparılan çox oxşar axtarışın nəticələri ilə eyni vaxtda dərc edilmişdir. Bu ikinci tədqiqat qrupu, həmçinin NuSTAR müşahidələrindən axionların araşdırıla biləcəyini də başa düşdü.

Phys.org-a ikinci məqalənin həmmüəllifi Orion Ninq dedi: “Bizim ideyamız ulduzlarda aksionların çoxlu şəkildə əmələ gəlməsi ilə bağlı məşhur ədəbiyyatı yenidən nəzərdən keçirməklə başladı.” “Biz düşündüyümüz ən böyük ulduz populyasiyalarından – qalaktikalardan yaranan aksionların miqdarını proqnozlaşdırmaqla aksion siqnalını necə maksimuma çatdıra biləcəyimizə dair yeni ideya ilə oynamaq istədik.

“Keçmişdə daha kiçik miqyasda həyata keçirilən bu sadə ideya, xüsusilə ulduz populyasiyaları M82 kimi aksionları səmərəli şəkildə əldə edə bilən ağıllı seçilmiş qalaktikalarla yeni aksion parametrləri məkanına çatmaqda vəd verdi.”

M82 və digər ulduz partlayışı qalaktikalarının aksion fizikası üçün güclü zondlar ola biləcəyini başa düşdükdən sonra Ning və onun həmkarı Benjamin R. Safdi də bu fikri sınaqdan keçirməyə başladılar. Onların axtarışlarının əsası adətən astrofiziki “divarlardan işıq saçan” təcrübə adlandırılan təcrübədən qaynaqlanırdı.

“Bu təcrübənin ilk addımı ulduzun plazmasındakı fotonların aksionlara çevrilməsi nəticəsində yaranan qalaktikanın ulduz populyasiyasının ulduz daxili hissələrində aksion istehsalını proqnozlaşdırmaqdır” dedi Ning. “Bu aksionlar daha sonra ulduzdan axır və bizə doğru hərəkət edərkən qalaktikanın maqnit sahələri ilə qarşılıqlı əlaqədə ola və sonra yenidən fotona çevrilə bilərlər. Bunların hamısı aksionun daha sonra fotonlara və əksinə “çevrilməsinə” imkan verən elektromaqnetizmlə nə qədər güclü qarşılıqlı əlaqədə olması ilə əlaqədardır.”

Vitagliano və onun həmkarları kimi, Ning və Safdi də NuSTAR rentgen teleskopu tərəfindən toplanan məlumatları təhlil edərək, aksionun yaratdığı “işığın” eyni imzalarını axtarırdılar. Onlar həmçinin aksionların mövcudluğuna işarə edə biləcək rentgen şüalarını müəyyən etməsələr də, onların səyləri çox kiçik kütlələrə (yəni 10 ^-10 eV-dən yüngül) və fotonlara malik aksionlar arasında qarşılıqlı təsirlərin gücünə daha ciddi məhdudiyyətlər qoydu.

“Yəqin ki, işimizin ən diqqətəlayiq nailiyyəti bu çox sadə ideyadan istifadə etməkdir – bir və ya bir neçə ulduz əvəzinə çoxlu, çoxlu ulduzlardan istifadə etməklə – astrofizik obyektlərə baxaraq aşkar edə biləcəyimiz aksionların sayını maksimuma çatdırmaqdır” dedi Ning. “Maraqlıdır ki, bu işdə böyük bir aksion parametr sahəsini (kütlə və birləşmə) araşdıra bilirik və düşünürük ki, bütün ulduz populyasiyalarından istifadə etmək üçün qapını açaraq, nəhayət, aksionun harada ola biləcəyini kəşf etmək və ya daraltmaq üçün uzun addımlar ata biləcəyik.”

Ning və Safdi indi eyni ideyaya əsaslanan əlavə tədqiqatlar planlaşdırırlar. Gələcək tədqiqatlarında onlar aksionların elektronlarla birləşməsini nəzərdən keçirən oxşar axtarış növü həyata keçirməyi planlaşdırırlar, beləliklə, elektron qarşılıqlı təsirlərdən yaranan aksionlar yarada bilən qalaktik ulduz populyasiyalarına diqqət yetirirlər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=2337759826&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749546801&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-axions-ray-entire-galaxies.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjY5Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749546779726&bpp=1&bdt=88&idt=135&shv=r20250609&mjsv=m202506090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C750x280%2C336x280%2C750x280&nras=1&correlator=7600217184182&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=7842&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=4077&eid=31092756%2C31092895%2C31092900%2C95353386%2C31092908%2C95362799%2C95359265%2C95362802%2C95363076&oid=2&psts=AOrYGskxgMOf_BgRxW7q26Q-MHiCGS7vBwCMBmUo3nI6KjReho9o-V-nAX3kSmQw3yBRSBMrT4NxzsfNBwfg7w%2CAOrYGsnM3Fz016MjjOoF62ptF75S-WkXz5aC9rgj9zTmCgkctyBywcM-MThFbQqvhWkcDhescWfdga18yKzVS2c%2CAOrYGskOca1szUW6QygJltWiqKmkTGjA-7Ip4dXNJ9yOrBD_FHIvuNKj6lZ-0bFgxOfKfwQLgPeLo0wIBPOHIKx7&pvsid=7910887452924861&tmod=1281843886&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=4&fsb=1&dtd=21615

“Eyni şəkildə, biz hal-hazırda bu hekayənin başqa bir variantını bitiririk, burada nuklonlara (yəni, neytronlar və protonlar) birləşərək aksionlar yarana bilər və bunun nüvə fizikası və kimyasını əhatə edən bəzi maraqlı mexanizmlər var” dedi Ning.

“Oynadığımız bir sıra başqa fikirlər də var – məsələ ondadır ki, biz aksionun necə görünə biləcəyini dəqiq bilmirik, ona görə də aksionu qəti şəkildə kəşf etmək və ya istisna etmək istəyiriksə, düşünə biləcəyimiz bütün istiqamətləri araşdırmağa davam etməliyik.”

Vitagliano və onun həmkarları həmçinin müxtəlif hissəcik modellərini və qravitasiya cazibəsinə görə mənbəyə yaxın qala bilən hissəcikləri araşdırmaq üçün əlavə tədqiqatlar planlaşdırırlar. Onlar INTEGRAL kimi digər teleskopların məlumatlarına da əsaslanaraq, M82 ətrafında bu ehtimal olunan hövzəni müşahidə etməyə çalışacaqlar.

Daha çox məlumat: Francisco R. Candón et al, NuSTAR Bounds on Radiatively Decaying Particles from M82, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.171004

Orion Ning və digərləri, M82 və M87-nin NuSTAR Müşahidələri ilə Aparıcı Axion-Foto Həssaslığı, Fiziki Baxış Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.171003

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network