המסתורין שלניתן לפתור תוך 10 שניות בלבד.
כאשר הסופרנובה הקרובה הבאה תכבה, כל טלסקופ קרני גמא המצביע בכיוון הנכון עשוי להתייחס ליותר מאשר מופע אור - זה יכול לאשר במהירות את קיומו של אחד המבטיחים ביותרמועמדים.
אסטרופיזיקאים מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי חוזים שבתוך 10 השניות הראשונות של סופרנובה, ניתן יהיה לפלוט מספיק חלקיקים היפותטיים הנקראים אקסיון כדי להוכיח שהם קיימים במצמוץ יחסי.
בהתחשב בשנים שעלולות לחלוף למקריות על מספר משכנע באמצעים אחרים, לתפוס נפילה רוחנית בקריסת כוכב קרוב תהיה כמו זכייה בלוטו בפיזיקה.
כמובן, זיהוי זה מחייב שיהיה לנו טלסקופ קרני גמא שיסתכל בקרבת פיצוץ כזה בדיוק בזמן הנכון. כרגע העבודה הזו נופלת אך ורק על, שעדיין יש לו רק סיכוי של 1 ל-10 לתפוס את התוכנית.
אז, החוקרים מציעים לשגר את GALactic AXion Instrument for Supernova (GALAXIS) - צי של לווייני קרני גמא שיכול לצפות ב-100 אחוז מהשמים בכל עת. זיהוי או היעדר אקסונים במהלך סופרנובה יכולים להיות תוצאות בעלות ערך באותה מידה, אבל יש מחנק זמן.
"אני חושב שכולנו בעיתון הזה לחוצים על כך שתהיה סופרנובה הבאה לפני שיהיה לנו את המכשור המתאים."אומר בנימין ספדי, פרופסור חבר לפיזיקה באוניברסיטת ברקלי.
"זה יהיה ממש חבל אם סופרנובה תכבה מחר ואנחנו מחמיצים הזדמנות לזהות את האקסיון - אולי הוא לא יחזור עוד 50 שנה".
השערה של אקסיון הייתה לראשונה בשנות ה-70 של המאה ה-20 כפתרון פוטנציאלי לאחידת פיזיקה שאינה קשורה לחומר אפל, הבעיית CP חזקה. חלקיקים אלה צפויים להיות בעלי מסה זעירה מאוד, ללא מטען חשמלי, והם נמצאים בשפע מאוד ברחבי היקום.
רק מאוחר יותר הבינו פיזיקאים אחרים כמה מהתכונות שלהם - כמו האופן שבו הם מתקבצים יחד, ובעיקר מתקשרים עם חומר אחר באמצעות כוח הכבידה - הפכו אותם למועמדים טובים לחומר אפל. והכי חשוב, נכס חזוי אחד יכול להפוך אותם לניתנים לזיהוי.
בשדות מגנטיים חזקים, צירים צריכים להתפרק מדי פעם לפוטונים, כך שזיהוי אור נוסף ליד שדות אלה עלול להסגיר אותם. זה היה הבסיס של ניסויי מעבדה ותצפיות אסטרונומיות במשך עשרות שנים, מה שמאפשר למדענים לצמצם את טווח המסות של אקסיוניות.
הם בין המקומות המבטיחים ביותר לחפש אותם. הפיזיקה האינטנסיבית שלהם אמורה לייצר כמויות עצומות של אקסונים, ואפילו טוב יותר, השדות המגנטיים החזקים אמורים להמיר חלק מהם לפוטונים הניתנים לזיהוי.
ב-נייר חדש, צוות UC Berkeley מחשב כי הזמן הטוב ביותר למצוא אקסונים סביב איכול להיות בעצם לידתו - כאשר כוכב מסיבי מתפוצץ כסופרנובה. סימולציות חדשות מצביעות על כך שהתפרצות של אקסיות תיווצר במהלך 10 השניות הראשונות לאחר קריסת הכוכב, והתפרצות קרני הגמא שהתקבלה עשויה לחשוף פרטים רבים.
הצוות חישב שסוג מסוים של אקסיון, הנקרא אקסיון כרומודינמיקה קוונטית (QCD), יהיה ניתן לזיהוי באמצעות שיטה זו אם יש לו מסה גבוהה מ-50 מיקרו-אלקטרון-וולט, שזה רק
אם יתבררו כקיימים, הם עשויים להיות אחד החלקיקים הקטנים והשימושיים ביותר שנמצאו אי פעם. במכה אחת הם יכלו לעזור לנו לפתוח את החומר האפל, בעיית ה-CP החזק,, ואת.
ההשערה מוכנה לבדיקה - עכשיו אנחנו רק צריכים לחכות לסופרנובה הקרובה הבאה. זה יכול לקרות היום, או בעוד עשור, ואם פרמי צופה בחלקת השמיים הנכונה נוכל לענות על כמה מהשאלות העמוקות ביותר של המדע תוך שניות.
"התרחיש הטוב ביותר עבור אקסיונים הוא פרמי תופס סופרנובה,"אומר ספדי.
"הסיכוי לכך קטן. אבל אם פרמי היה רואה אותו, היינו מסוגלים למדוד את המסה שלו. נוכל למדוד את חוזק האינטראקציה שלו. נוכל לקבוע את כל מה שאנחנו צריכים לדעת על האקסיון , והיינו בטוחים מאוד באות כי אין עניין רגיל שיכול ליצור אירוע כזה".
המחקר פורסם בכתב העתמכתבי סקירה פיזית.
