Физики Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в США выяснили, что таинственное высокоэнергетическое излучение, испускаемое из окрестностей группы нейтронных звезд, может указывать на существовании аксионов — еще не открытых частиц в рамках Новой физики, поиски которых ведутся с 1977 года. Предполагается, что особые типы аксионов образуют темную материю. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters. Кратко об исследовании рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.
Считается, что аксионы могут формироваться в ядре нейтронных звезд и преобразовываться в фотоны в присутствии мощного магнитного поля. Чтобы выявить электромагнитное излучение, связанное с аксионами, необходимо найти звезды, которые не производят излучение на разных длинах волн, способное замаскировать нужный сигнал. К таким объектам относятся нейтронные звезды, входящие в группу «Великолепная семерка» и испускающие только рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Они располагаются на расстоянии 200-500 парсек от Земли.
Исследователи исключили сценарий, согласно которому избыток рентгеновского излучения, производимой «Великолепной семеркой», на самом деле испускается другими, более далекими объектами. Эти источники обнаружили бы в наборах данных, полученных космическими рентгеновскими телескопами XMM-Newton и Chandra.
Согласно выводам ученых, дополнительные рентгеновские лучи, вероятно, возникают из аксионов, попадающих в чрезвычайно сильное электромагнитное поле, которое в миллиарды раз сильнее магнитных полей, которые могут быть созданы на Земле. Сами аксионы по своим свойствам напоминают нейтрино, поскольку оба имеют незначительные массы и редко и слабо взаимодействуют с веществом.
В настоящее время аксион рассматриваются как самый многообещающий кандидат в частицы темной материи, поскольку другой гипотетический кандидат — массивная частица вимп ((WIMP)) — так и осталась незамеченной в экспериментах, нацеленных на ее обнаружение. Кроме того, может существовать целое семейство аксионоподобных частиц, образующих темную материю, что предполагается теорией струн. Если аксионы будут обнаружены, это докажет, что имеется целая новая область физики за пределами Стандартной модели, описывающей свойства всех известных частиц.