Фото: NASA/CXC/Univ. of Cambridge/C. Reynolds et al.
У физиков существует одна идея о нашей Вселенной, согласно которой каждая сила, частица и взаимодействие связаны в одну сеть, описываемую одной изящной теорией. Теория струн является одним из популярных предложений для такой «теории всего», и хотя в сообществе физиков существует множество подходов к теории струн, лишь немногие существуют с экспериментальными основами.
До нынешнего момента.
Недавно в новом исследовании были найдены конкретные частицы, предсказанные несколькими моделями теории струн.
Исследователи искали уникальную частицу под названием «аксион». До этого момента никому еще не удавалось их обнаружить, благодаря их исключительно низкой массе. Никто даже не знал, какой диапазон масс должны охватывать эти частицы. Хотя обнаружение не отменяет их теоретическую жизнеспособность, - оно наносит критический удар по некоторым моделям в семействе идей о теории струн.
Одним из невероятных свойств этих частиц сверхнизкой массы является их способность время от времени превращаться в фотоны, которые движутся в магнитных полях. Но бывает и обратное: иногда обстоятельства превращают фотоны обратно в аксионы. Как часто происходят преобразования, зависит от их «конвертируемости».
Тем не менее, некоторые ученые предполагают существование более широкого класса частиц сверхнизкой массы, похожих по свойствам на аксионы, но более гибких.
Там, где обычные аксионы будут иметь одно значение конвертируемости на каждую конкретную массу, эти альтернативные «аксионоподобные частицы» будут отображать диапазон значений конвертируемости при той же массе.
«Теория Всего»
Альберт Эйнштейн был первым физиком, который хотел создать "формулу всего". Фото: NASA
В поисках признаков превращения аксионоподобных частиц группа астрономов изучила более чем пятидневные наблюдения телескопом Чандрой рентгеновских лучей от материала, беспомощно падающего к сверхмассивной черной дыре в центре скопления галактики Персей. Изучение командой источника яркого рентгеновского излучения показало спектр с чувствительностью, при которой, как предсказывали, искажения происходят в присутствии аксионоподобных частиц.
Поскольку никаких искажений такого рода обнаружено не было, исследователи исключили присутствие большинства видов аксионоподобных частиц в необходимом диапазоне масс - примерно одна миллионная часть миллиардной массы электрона.
Хотя их исследования не исключают существования аксионоподобных частиц полностью, это представляет собой определенный прогресс в науке. Опровержение научных теорий так же важно, как и (хотя и менее захватывающе) научные открытия.