超弦理论已死天文学家还没有抛弃

2020-03-27 15:12:16  阅读:2714+作者:责任编辑NO。谢兰花0258

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翻译:田程偲

校正:牧夫校正组

编列:陶邦惠

后台:库特莉亚芙卡 李子琦

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为了验证超弦理论,地理学家现已勘探了英仙座星系团,以寻觅一种将有助于支撑弦理论的设想粒子——轴子(axion)。但是迄今为止,这种粒子还尚未被发现。

弦理论以为,自然界中所有已知的力、粒子和相互效果都可以终究靠单一的结构联合起来以了解物理世界万物。因而,弦理论也被视为“万物理论(Theory of Everything)”。

以英国剑桥大学的天体物理学家克里斯托弗·雷诺兹(Christopher Reynolds)为首的科研团队经过运用NASA的钱德拉(Chandra)X射线地理台来研讨英仙座星系团,企图寻觅被称为轴子的超低质量粒子存在的痕迹。许多弦理论模型都以为轴子应该存在。

星系团是世界中在引力效果下集合而成的最大结构。瑞典斯德哥尔摩大学大卫·马什(David Marsh)是论文的合著者之一,他在钱德拉X射线地理台宣布的声明中说道:“虽然在星系团之类的巨大结构中寻觅像轴子这样微渺的粒子听起来形如难如登天,但实际上,星系团是寻觅轴子的好地方。”

轴子的质量极低,或许是电子质量的百万分之一到零质量不等。除了轴子以外,科研团队一起还在寻觅“类轴子”的痕迹。“类轴子”是一类与轴子性质类似,但更广泛的超低质量粒子。

此外,这些超低质量粒子在穿过磁场时有时会转化为光子。反过来,在特定条件下,光子也或许转化为轴子。这两种状况都取决于粒子的质量以及粒子转化的难易程度,即可转化性(convertibility)。

钱德拉X射线地理台眼中的英仙座星系团 (credit: NASA/CXC/Univ. of Cambridge/C. Reynolds et al. )

作为这项新研讨的一部分,地理学家运用钱德拉太空望远镜研讨了因为物质坠入英仙座星系团中心的超大质量黑洞而发生的X射线光谱。

大卫·马什在声明中标明:“星系团含有间隔足够大的磁场,并且一般还含有亮堂的X射线源。这些特性一起提高了可检测到类轴子转化的时机。”但是,该团队并没有在X射线光谱中发现任何可以标明类轴子存在的畸变。

“咱们的研讨并不能彻底扫除这些微粒的存在,但也肯定不利于证明弦理论。”英国诺丁汉大学研讨的合著者海伦·罗素(Helen Russell)在声明中说道,“这些约束条件探求了弦理论提出的特性规模,并或许有助于弦理论家完善其理论。”

科研人员标明,这些最新发现还有另一种或许的解说,那就是这些粒子的可转化性比钱德拉太空望远镜可以检测到的要更低或更高。

“直到最近,我还不确认X射线地理学家究竟能为弦理论的开展做出多少奉献,但至少咱们会发挥及其重要的效果。”克里斯托弗·雷诺兹在声明中说道,“假如咱们最终发现了那些粒子,那么物理学将会彻底改变。”

责任编辑:郭皓存

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