В спектрах скоплений галактик обнаружена неизвестная линия излучения

Скопление галактик в Персее в оптическом (слева) и в рентгеновском (справа) диапазонах

Рис. 1. Скопление галактик в Персее в оптическом (слева) и в рентгеновском (справа) диапазонах. Масштаб изображений разный: оптическая картинка соответствует самой центральной части рентгеновской. Рентгеновское излучение идет не от самих галактик, а от всего облака горячего межгалактического газа, в которое эти галактики погружены. Спектроскопические измерения этого свечения позволяют узнать физические условия в межгалактической среде. Фотография в оптическом диапазоне взята с сайта www.cosmotography.com, в рентгеновском — с heasarc.gsfc.nasa.gov

Сразу две группы исследователей сообщили о том, что в рентгеновских спектрах скоплений галактик обнаружена новая линия излучения с энергией 3,57 кэВ. Это излучение должно идти от горячего межгалактического газа, заполняющего скопление галактик, но, в отличие от других, идентифицированных, линий излучения, эту не удается приписать никакому атомному переходу. Если нестандартное происхождение этой линии подтвердится, она может указывать на распад частиц темной материи с массой 7,1 кэВ.

Межгалактическая среда в скоплениях галактик

Скопления галактик являются самыми крупными гравитационно связанными объектами во Вселенной. Они содержат сотни, иногда тысячи галактик, погруженных в общее огромное облако темной материи. Межгалактическое пространство в скоплении может казаться совершенно пустым, если судить о нем только по оптическим наблюдениям, но на самом деле оно заполнено очень горячей разреженной плазмой с температурой в десятки миллионов градусов (рис. 1). Этой плазмы в скоплении очень много; ее суммарная масса на порядок превышает массу звезд во всех галактиках скопления. Плазма эта содержит не только водород и гелий, но и разнообразные тяжелые элементы, которые синтезировались в ходе горения звезд и взрывов сверхновых, а затем накапливались в межгалактической среде. Проводя аналогию с геологией, можно сказать, что изотопный состав межгалактического газа — это древний астрофизический «пласт» вещества, в котором записана летопись звездной эволюции в галактиках за миллиарды лет.

Из-за своей высокой температуры межгалактическая плазма в скоплениях светится в рентгеновском диапазоне. Это излучение хорошо регистрируется спутниковыми обсерваториями, наблюдающими за небом в рентгене, и по нему можно восстановить изотопный состав и физические условия в этой среде. При таких температурах все атомы сильно ионизированы, и в спектре этого излучения видны многочисленные линии, отвечающие переходам между разными электронными уровнями в разнообразных ионах. Регистрируя рентгеновские фотоны и измеряя их энергию, можно построить спектр рентгеновского излучения от кластера и зарегистрировать в нем отдельные линии излучения. Сопоставляя эти линии с известными линиями перехода высокозарядных ионов, а также измеряя интенсивность этих линий, можно узнать состав и условия в межгалактической среде внутри скопления.

Чтобы не возникло недопонимания, сразу надо упомянуть про красное смещение. Далекие космические объекты удаляются от нас с существенной скоростью из-за расширения вселенной. От этого регистрируемый нами спектр оказывается сдвинут в область больших длин волн (в «красную область») по сравнению с исходным излученным спектром. Когда астрономы говорят про рентгеновские спектры галактических скоплений, они имеют в виду спектры с учетом красного смещения, то есть спектры, пересчитанные в систему отсчета источника. Именно такие спектры можно сравнивать с табличными значениями и друг с другом.

Есть несколько спутниковых обсерваторий, способных снимать рентгеновские спектры в области энергий несколько кэВ. Это американская обсерватория Chandra, европейский спутник XMM-Newton, японский спутник Suzaku; в 2015 году будет также запущена новая японская рентгеновская обсерватория Astro-H. Данные с этих спутников уже позволили не только увидеть рентгеновское свечение галактических скоплений, но и обнаружить в нем линии отдельных элементов — кислорода, неона, аргона, железа и других. Для самых близких и самых ярких в рентгене скоплений (например, для скопления Персея, показанного на рис. 1) были получены также пространственные распределения температуры, изотопного состава и прочих параметров плазмы не только во всем скоплении, но и в самой центральной его части. В целом, объем уже имеющихся данных по рентгеновскому свечению скоплений галактик достаточно большой (многие миллионы зарегистрированных рентгеновских фотонов), и это позволяет искать в этих данных новые особенности.

Подробности первой работы

В середине февраля в архиве е-принтов появилась статья arXiv:1402.2301, в которой спектральный анализ был проведен не для отдельных галактических скоплений, а для наложенных друг на друга и просуммированных спектров большого числа скоплений. В основу анализа был положен каталог результатов спутника XMM-Newton, из которого были выбраны 73 достаточно яркие (больше 10 тысяч зарегистрированных фотонов) и сравнительно близкие к нам (красные смещения от 0,01 до 0,35) скопления галактик. Поскольку эти источники находятся на разных красных смещениях, их видимые спектры сдвинуты относительно друг друга, и такие спектры складывать нельзя. Однако после того как все эти спектры пересчитаны в систему отсчета каждого скопления, они должны выровняться, и именно эти спектры и складывались в работе.

Смысл процедуры суммирования спектров довольно очевиден. Во-первых, он позволяет увеличить статистику данных. Если какая-то линия излучения слишком слаба для того, чтобы ее отличить от статистической флуктуации в спектре отдельного скопления, то она может стать намного заметнее при суммировании большого числа однотипных спектров. Конечно, при таком суммировании могут «раствориться» индивидуальные особенности каждого конкретного скопления галактик. Зато на первый план выйдут линии излучения, которые характерны для большинства источников, то есть те линии, которые отвечают каким-то универсальным физическим процессам.

Во-вторых, эта процедура позволяет уменьшить чисто инструментальные неопределенности. Даже если сам детектор рентгеновских фотонов обладает неучтенным дефектом в каком-то диапазоне энергии, этот дефект не будет накладываться сам на себя при суммировании пересчитанных спектров, а размажется по широкой области. Те же самые аргументы распространяются и на фоновую рентгеновскую засветку от нашей галактики. Таким образом, если в суммарном спектре будут обнаружены новые особенности, они будут указывать на какой-то интересный процесс в источниках и не будут связаны с самим инструментом.

Полезно подчеркнуть, что само по себе получение суммарного спектра сопряжено с разнообразными техническими трудностями. Например, требуется отделить рентгеновское свечение далекого скопления от более близких источников, как распределенных (например, гало нашей галактики), так и точечных внегалактических, причем делать это надо не вручную, а автоматически. Другая тонкость касается определения красного смещения для пересчета спектров. Конечно, величину красного смещения можно найти из оптических наблюдений — всё-таки галактики в каждом скоплении видны отлично. Но нет никакой гарантии, что система отсчета горячего межгалактического газа всегда совпадает с усредненной системой отсчета галактик. Более того, есть знаменитый пример (скопление Пуля), в котором газ и галактики заметно отделены друг от друга. Поэтому для определения красного смещения авторы использовали не оптические наблюдения, а те же рентгеновские. В спектре каждого скопления были определены самые яркие линии излучения железа, и уже по ним производился расчет красного смещения горячего межгалактического газа.

На рис. 2 показаны получившиеся суммарные спектры в области энергий от 1 до 10 кэВ. Спутник XMM-Newton несет на борту две разные рентгеновские чувствительные матрицы (MOS- и PN-камеры), которые получали независимые спектры. Эти спектры представляют собой довольно плавные кривые с максимумом в районе 1 кэВ, постепенно спадающие в область больших энергий. На фоне плавных кривых выделяются несколько сильных линий излучения, в особенности линии железа. Более внимательный анализ этих спектров позволил обнаружить в нем и сопоставить с данными атомной физики многочисленные слабые линии излучения. Информация об этих линиях бралась из базы данных по атомной спектроскопии AtomDB, а всего в области от 2 до 10 кэВ было идентифицировано 28 линий излучения, отвечающих многозарядным ионам от алюминия до никеля.

Суммарный рентгеновский спектр 73 скоплений галактик, полученный камерами обсерватории XMM-Newton

Рис. 2. Суммарный рентгеновский спектр 73 скоплений галактик, полученный MOS- и PN-камерами обсерватории XMM-Newton. Красная и черная линии — спектры, относящиеся к скоплениям, зеленая и синяя линии — остаточный рентгеновский фон в этих двух камерах. Подписаны наиболее сильные линии излучения и их энергии. По вертикали отложен поток — количество зарегистрированных рентгеновских фотонов в секунду в расчете на интервал энергий 1 кэВ. Изображение из обсуждаемой статьи E. Bulbul et al.

И вот после того, как все эти линии были опознаны и учтены, оказалось, что в спектре присутствует еще одно превышение в районе 3,57 кэВ. Это превышение довольно существенное — его статистическая значимость достигает 4–5 стандартных отклонений, — и оно вполне походит на еще одну слабую линию излучения. Проблема только в том, что никаких ионов с такой энергией перехода неизвестно. Обнаружение этой неидентифицированной особенности и является главным результатом работы.

Надо сказать, что при беглом взгляде на спектры этот результат вовсе не бросается в глаза; более того, авторы признают, что он получен на пределе чувствительности инструментов. На рис. 3 отдельно и в лучшем масштабе показана область спектра от 3 до 4 кэВ.

Спектр MOS-камеры в области от 3 до 4 кэВ и отклонения данных

Рис. 3. Вверху: спектр MOS-камеры в области от 3 до 4 кэВ обсерватории XMM-Newton. Отдельные черточки — результаты наблюдения с погрешностями, красная кривая — наилучшее воспроизведение спектра при учете только известных линий излучения ионов, синяя кривая — результат добавки еще одной, неизвестной ранее линии излучения. Внизу: отклонения данных наблюдения от красной и синей кривых. Изображение из обсуждаемой статьи E. Bulbul et al.

Красная кривая здесь отвечает результату, который должен был бы получиться при учете только известных линий излучения, синяя — результат с учетом новой линии. Глазом на рисунке вверху видно три бугорка, но в реальности в эту область попадает 10 известных линий, просто большинство слишком слабы, чтобы выглядеть бугорками. Все 10 линий использованы при построении красного графика — и все равно его центральная часть систематически отклоняется от данных. Зато, если добавить линию при 3,57 кэВ, совпадение с данными получается идеальным. Это особенно хорошо видно на нижнем рисунке, где показано отличие наблюдательных данных от плавных кривых: красными точками — от красной кривой, синими точками — от синей.

Поиск «приземленного» объяснения

Как и во всякой добротной экспериментальной работе, связанной с обработкой данных, обнаружение чего-то нового является, прежде всего, сигналом для перепроверки всех погрешностей и предположений, сделанных при анализе данных. Ведь такой анализ полон тонкостей, и не исключено, что какая-то из них и даст объяснение неожиданному результату. Собственно, большая часть статьи посвящена как раз подробному описанию этих многочисленных проверок.

Прежде всего, надо устранить возможность того, что это чисто статистический выброс. Новая линия проявляется в спектрах, полученных на обеих камерах обсерватории XMM-Newton. В спектре MOS-камеры статистическая значимость достигает 5σ, в спектре PN-камеры — 4σ. Есть, правда, небольшое расхождение между положением новой линии на этих двух спектрах, но оно не слишком существенно. Вероятность случайного совпадения двух таких превышений с очень близкими значениями по энергии ничтожно мала.

Далее, если принять, что это не статистическая флуктуация, а проявление какого-то реального процесса, идущего во всех (или в большинстве) скоплений, то первым делом надо проверить, не может ли какая-то близкая известная линия так деформироваться, что в результате станет похожа на это отклонение. Главное подозрение падает на линию излучения 16-зарядного аргона при диэлектронной рекомбинации и на линию 17-зарядного калия; они находятся совсем рядом: при энергии 3,62 кэВ и 3,51 кэВ, соответственно. Авторы тщательно изучили эту возможность и пришли к следующему выводу. Чтобы приписать эту линию известным линиям аргона и калия, нужно повысить концентрацию этих ионов в плазме в десятки раз. Но тогда в спектре также в десятки раз усилились бы и другие линии тех же самых ионов — ведь один и тот же тип ионов проявляется в спектре сразу по нескольким линиям! Разные линии могут обладать разной интенсивностью, которая зависит от температуры, но все равно подобрать условия для такого простого объяснения отклонения не получается.

Последняя лазейка заключается в том, что это может быть причудливая особенность какого-то одного яркого скопления галактик. Для проверки этого авторы разделили весь спектр на три группы: (1) скопление Персея, самое яркое из всей выборки, рис. 1; (2) три других близких и ярких скопления; (3) остальные 69 скоплений. Оказалось, что новая линия прослеживается на уровне статистической значимости более 3σ во всех трех группах. Правда, и тут не обошлось без ложки дегтя. Оказалось, что в том же отдельно взятом скоплении Персея линия излучения аргона при 3,62 кэВ как-то ненормально сильна. Это означает, что остаются кое-какие не совсем понятные тонкости в отдельных скоплениях, но списать на них новую линию все равно не получается.

Подробности второй работы

Буквально через несколько дней после первого сообщения в архиве е-принтов появилась статья arXiv:1402.4119 уже другой группы (анализ выполнялся двумя коллективами независимо). В ней тоже использовались данные XMM-Newton, но только по двум конкретным источникам — скоплению Персея и туманности Андромеды (рис. 4), ближайшей к нам крупной галактики. Результат статьи такой же — в рентгеновском спектре этих двух источников обнаружена «лишняя» линия излучения при энергии 3,52 кэВ, что очень близко к данным первой группы. Совокупная статистическая значимость этого сигнала составляет 4,4σ. При наблюдении в стороне от этих источников никакой новой линии замечено не было.

Рентгеновский спектр центральной части туманности Андромеды по результатам наблюдения MOS-камеры обсерватории XMM-Newton

Рис. 4. Рентгеновский спектр центральной части туманности Андромеды по результатам наблюдения MOS-камеры обсерватории XMM-Newton. Слева: весь спектр от 1 до 8 кэВ, справа: область от 3 до 4 кэВ. Обозначения такие же, как на рис. 3. Изображение из обсуждаемой статьи A. Boyarsky et al.

Эта работа вскрыла еще одну важную особенность новой линии излучения. Благодаря большим угловым размерам обоих источников удалось в самом грубом приближении измерить зависимости яркости этой линии от расстояния до центра источника. Она постепенно уменьшалась при удалении от центра, причем именно такими темпами, какие ожидаются от распределения темной материи, а не горячего газа.

Новая линия как сигнал от темной материи

Если новая линия действительно указывает на какой-то совершенно новый процесс, то надо признать, что она очень походит на сигнал от частиц темной материи. Она находится там, где надо — в скоплениях галактик, причем не в какой-то одной, а во всей выборке. Она слабая, что означает очень маленькую вероятность распада и большое время жизни этих частиц. Она выглядит как изолированная линия излучения — как и полагается для распадов на фотон и какую-нибудь другую частицу. Наконец, ее пространственное распределение больше согласуется с темной материей, чем с горячим газом.

Самым естественным кандидатом в частицы темной материи с такими свойствами являются стерильные нейтрино. Так называют новые, более массивные типы нейтрино, которые сами по себе не участвуют ни в каком известном взаимодействии, кроме гравитации (отсюда и слово «стерильные»), и только лишь очень редко могут превращаться в нейтрино обычного типа. Стерильное нейтрино может распадаться на обычное нейтрино и фотон, каждый из которых уносит половину энергии покоя нейтрино. Получается, для объяснения новой линии излучения масса стерильного нейтрино должна составлять 7,1 кэВ.

Такое значение вполне допускается; масса частиц темной материи неизвестна, поэтому сейчас ведутся поиски как сверхлегких, так и очень тяжелых частиц (правда, сверхлегкие уже не могут быть фермионами). Поиски проявлений темной материи с массой в несколько кэВ тоже ведутся, но до сих пор никаких положительных сигналов от них не поступало. Если предположить, что вся темная материя состоит из таких нейтрино, то измеренная интенсивность линии излучения позволяет определить величину смешивания между обычными нейтрино и стерильными. Оказалось, что полученное смешивание очень слабое и результатам этих поисков не противоречит. Впрочем, даже если окажется, что мы действительно видим распад стерильных нейтрино, никто, конечно, не сможет гарантировать, что вся темная материя состоит только из них.

Итак, что теперь требуется сделать астрофизикам для того, чтобы это сообщение из подозрительного сигнала превратилось в настоящую сенсацию? Во-первых, повторить тот же анализ по данным двух других спутников — Chandra и Suzaku. Наблюдения скоплений Персея и Девы, проведенные обсерваторией Chandra, уже проанализированы в первой из обсуждаемых работ. В скоплении Персея эта линия есть, причем с близкими параметрами, а в скоплении Девы отсутствует. Однако суммарного спектра от большого набора скоплений, изученных Chandra, пока не получено.

Во-вторых, теперь астрофизики будут с еще большим нетерпением ждать запуска новой рентгеновской обсерватории Astro-H. Благодаря намного лучшему энергетическому разрешению она позволит не только напрямую отделить злосчастные линии 3,51 и 3,62 кэВ от новой линии, но и по форме линии понять ее происхождение — излучается ли она плазмой или же облаком темной материи. Если оптимистичные ожидания подтвердятся, это станет мощнейшим открытием в астрофизике.

Источники:
1) E. Bulbul et al. Detection of An Unidentified Emission Line in the Stacked X-ray spectrum of Galaxy Clusters // е-принт arXiv:1402.2301 [astro-ph.CO].
2) A. Boyarsky, O. Ruchayskiy, D. Iakubovskyi, J. Franse. An unidentified line in X-ray spectra of the Andromeda galaxy and Perseus galaxy cluster // е-принт arXiv:1402.4119 [astro-ph.CO].

См. также:
Signal of neutrino dark matter, обсуждение работ в блоге Resonaances.

Игорь Иванов


100
Показать комментарии (100)
Свернуть комментарии (100)

  • PavelS  | 26.02.2014 | 08:12 Ответить
    Есть же известная история, что одно время по спектрам наоткрывали новых элементов, потом их пришлось закрывать - очень разреженный газ имеет свои хитрые особенности спектра. Нет ли тут подобной возможности? Т.е. что это спектральная линия обычной материи, но которая вообще не была известна. Мне бы именно такая версия пришла б первой в голову.
    Ответить
    • SysAdam > PavelS | 26.02.2014 | 10:00 Ответить
      Небулий. Вроде он один был? Там запрещенные линии были. Я думаю, все запрещенные линии атомов, ионов и молекул уже известны. Молекулы отпадают, слишком энергии переходов слабы. Не ошибаюсь? Да и атомы не походят, ведь рентген - это только в ионах возможно?
      Ответить
      • PavelS > SysAdam | 26.02.2014 | 13:59 Ответить
        Рентген бывает ещё в ядрах.
        Ответить
        • SysAdam > PavelS | 26.02.2014 | 14:47 Ответить
          Ядра газовых туманностей накачиваются, а потом излучают? Хмм.
          Как я понял из статьи, есть указание на то, что пространственное распределение нового излучения не совпадает с распределением газа в скоплениях галактик.
          Ответить
          • PavelS > SysAdam | 26.02.2014 | 17:35 Ответить
            1) Я про атомные ядра, а не ядра туманностей. При этом как взаимодействуют ядра с электронными оболочками в условиях глубокого вакуума и ионизации - не уверен что изучено.
            2) Экзотические линии возможно требуют экзотических условий. Ну например, с одной стороны сильная накачка и высокие температуры, с другой - разреженность газа. Это и не обязано совпадать с основной массой горячего газа.
            Ответить
            • SysAdam > PavelS | 26.02.2014 | 20:23 Ответить
              Простите великодушно. Я подразумевал "ядра атомов в газовых туманностях", но при написании "съел" смысловой кусок.
              Ответить
          • Игорь Иванов > SysAdam | 27.02.2014 | 04:26 Ответить
            > Как я понял из статьи, есть указание на то, что пространственное распределение нового излучения не совпадает с распределением газа в скоплениях галактик.

            Там только первые намеки — слишком огромные погрешности пока.
            Ответить
        • Игорь Иванов > PavelS | 27.02.2014 | 01:33 Ответить
          Мне очень не верится, чтоб это было реально. Во-первых, типичные возбужденные уровни в ядрах — это МэВы, ну или сотни кэВ. Дальше структура возбужденных состояний может быть сложной, с кучей уровней, разделенных кэвами, но первое возбуждение обычно все-таки большое.
          Во-вторых, для того, чтобы ядра высвечивали такую линию, надо, чтобы была кто-то их возбуждал и они затем снимали возбуждение высвечиванием. Но кто их будет возбуждать? Ионы возбуждаются горячим электронным газом. Для ядер это не пойдет, т.к. при электрон-ядерном рассеянии ядру передастся очень маленькая энергия.
          Ответить
          • astrophysicist > Игорь Иванов | 27.02.2014 | 19:50 Ответить
            Есть NEET-процесс - Nuclear Excitation by Electron Transition (197~Au, 193~Ir, 189~Os - arXiv:nucl-th/0611106). Это когда электронная оболочка возбуждается обычным способом, но рентгеновский квант не уходит, а возбуждение виртуально передается ядру. Процесс возможен для КэВ-ных ядерных переходов (были сообщения даже, что он наблюдается для 77-эВ ядра-изомера 235mU).
            Ответить
            • PavelS > astrophysicist | 28.02.2014 | 08:13 Ответить
              В точку. Так вот допустим есть запрещённый переход для оболочки. Энергии некуда убежать, она уходит в ядро. Это к тому, что в высоком вакууме возможно такие процессы происходят не так уж и редко. Что касается ядерных спектров, то у меня нет уверенности что они изучены так же хорошо, как обычные атомные.
              Ответить
            • v1adis1av > astrophysicist | 28.02.2014 | 09:04 Ответить
              Для этого должен существовать соответствующий ядерный уровень, 3,57 кэВ от основного. Среди достаточно распространённых ядер таких уровней нет. Если это два высоких уровня с разностью энергий 3,57 кэВ и переходом между ними, то где тогда каскадный гамма-квант от разрядки нижнего уровня, с такой же интенсивностью?

              http://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/readgam?xmin=3.00&xmax=10.00&h=0.0000&i=1&l=50
              Ответить
              • PavelS > v1adis1av | 28.02.2014 | 13:13 Ответить
                А может 3,57 кэВ - разница между метастабильным обычным уровнем и ядерным? А ядерный вообще низкий, в единицы эВ. Тогда всё вообще запутано. Т.е. вдруг если где-то каскад... тогда комбинаций можно придумать множество.

                Что касается тезиса Игоря что спектроскопия изучена вдоль и поперёк - это лишь означает "пока что оно работало". Ну да, всякая теория до поры до времени работает.

                Не, я не ученый, я ессно не настаиваю на "своей" теории что тут где-то ядерный уровень - уверен что даже не я первый кто об этом подумал. Просто хочу сказать, что не удивлюсь если пройдёт лет 5 и выйдет статья с "приземлённым" объяснением спектра и на этом всё утихнет. Также хочу сказать что "доказать невозможность" для чего-либо практически невозможно. Т.е. ИМХО варианта у нас два: или эту аномалию закроют, или она останется открытым вопросом без однозначного разрешения лишь с неким объёмом косвенных подтверждений. По крайней мере пока не будут детектированы эти самые стерильные нейтрино напрямую... а это возможно будет отложено лет на 50..100. В конце концов, скрытую массу в галактиках тоже обнаружили в незапамятные времена - и до сих пор нет однозначного объяснения.
                Ответить
    • Игорь Иванов > PavelS | 27.02.2014 | 01:19 Ответить
      Конечно, там есть куча своих особенностей — и неоднородное распределение температуры, давления, изотопного состава по скоплению, и неравновесные процессы (та же «ударная волна» в скоплении Пуля, например), и может еще что. Пока люди не докажут, что никакими разумными предположениями совокупность этих (и возможных будущих) данные не описать, о настоящем открытии говорить нельзя. Но по крайней мере, тот подход, который работал до сих пор — берем известные линии, подбираем концентрацию и температуру, получаем хороший фит, — сейчас не сработал. Трудно представить, чтоб это была какая-то неучтенная ранее линия в каком-то изотопе — все-таки спектроскопия отдельных ионов исхожена вдоль и поперек.
      Ответить
      • PavelS > Игорь Иванов | 27.02.2014 | 07:47 Ответить
        Мне казалось что доказать отсутствие чего-либо - вообще безнадёжное занятие. Можно поковыряться тут ещё с пару лет и перебрать большую часть разумных вариантов, дальше же ждать другие факты. Я надеюсь ждать долго не надо, т.к. если искать целенаправленно зная на что похоже то, что мы ищем - то поиск пойдёт в разы быстрее.
        Ответить
  • SysAdam  | 26.02.2014 | 09:40 Ответить
    Нобелевка. Однозначно.
    Представляю, в каком сейчас возбужденном состоянии обе эти группы находятся. :)
    Это в разы круче олимпийского золота.
    Ответить
  • Displacer  | 26.02.2014 | 11:32 Ответить
    А почему если энергия такая слабая, этот эффект еще не был обнаружен на земных ускорителях?
    Ответить
    • PavelS > Displacer | 26.02.2014 | 13:52 Ответить
      По причине крайне низкой вероятности подобных процессов. Причем тут сначала сложно создать частицы тёмной материи, а будучи созданными - их невозможно детектировать в детекторах коллайдера. С ростом энергий столкновений на коллайдерах я так понимаю что вероятность создания частиц ТМ существенно возрастает, так что тут 2 пути: наращивать энергию или наращивать точность.
      Ответить
      • SysAdam > PavelS | 26.02.2014 | 14:50 Ответить
        Не факт. Возможно, для ТМ как раз важна не энергия, а светимость. Электроны могут и 3.63 кэВ быть, но светимость такая, что ничем не обеспечить. Или статистику набирать 10000 лет.
        Ответить
      • SysAdam > PavelS | 26.02.2014 | 14:53 Ответить
        Тут важна не энергия а плотность потока. Наверное, пока технически нереализуемо.
        Ответить
    • Игорь Иванов > Displacer | 27.02.2014 | 01:42 Ответить
      Ну, в общем, уже ответили. Те процессы в земных условиях, которые в принципе могли бы быть связаны с этими частицами, исключительно редкие, так что заметить их трудно или нереально.

      Например, можно изучить столкновение солнечных нейтрино (энергии МэВы) с оптическими фотонами. Тогда если есть распад, должен идти и обратный процесс — столкновение нейтрино с лазерным фотоном с образованием стерильного нейтрино. Эти стерильные нейтрино не обнаружить, они просто улетят. Ослабление лазерного света обнаружить, теоретически, можно, но оно исключительно мизерное.

      Другой вариант — парное рождение и распад стерильных нейтрино в столкновениях в коллайдере (если предположить, что они могут рождаться). Но эти нейтрино исключительно долго живут, так что они просто вылетят из ускорителя и улетят в космос, заметить их не получится. Вероятность распада прямо внутри детектора мизерная.
      Ответить
  • PavelS  | 26.02.2014 | 18:56 Ответить
    1) Нельзя ли тогда уж написать в готовом виде такие "попсовые" показатели обнаруженных частиц как "период полураспада" и т.д., а также перспективы их обнаружения на БАК? Ведь если принять гипотезу тёмной материи как объяснение этих фотонов за истину, то получено вполне определённое значение как массы частиц, так и их периода полураспада.
    2) Обнаружить поток нейтрино от распада галактического гало - точно нет никакой возможности?
    Ответить
    • SysAdam > PavelS | 26.02.2014 | 20:26 Ответить
      Да это просто самая удобная гипотеза на данный момент. Кто же пока точно знает. А вот что линию новую обнаружили - меня лично поразило очень сильно.
      Может ВЦ? ;)
      Ответить
    • Игорь Иванов > PavelS | 27.02.2014 | 01:49 Ответить
      Если предположить, что вся темная материя сидит в этих стерильных нейтрино, то по интенсивности линий получается время жизни порядка 10^28 сек, т.е. в миллиарды раз больше времени жизни вселенной.

      Поток солнечных нейтрино — миллиарды в секунду через квадратный сантиметр. Поток этих нейтрино = поток фотонов = от силы несколько штук в секунду через квадратный метр. Но всё еще хуже, на самом деле, — это же низкоэнергетические нейтрино, их вообще толком не умеют регистрировать.
      Ответить
      • torque_xtr > Игорь Иванов | 10.03.2014 | 23:28 Ответить
        Интересно, есть ли какие-нибудь хотя бы теоретические или отдаленно осуществимые способы детектирования (обычных) нейтрино без использования огромных детекторов, чтобы эффективное сечение было большим? Какое-нибудь резонансное поглощение/рассеяние... или аналог рентгеновской дифракции для тех энергий, для которых длина волны сопоставима с межатомными расстояниями и должна попадать в "запрещенную зону"? Возможности нейтринной физики - совсем темный лес для меня, предполагаю наугад :)
        Ответить
        • Игорь Иванов > torque_xtr | 11.03.2014 | 02:31 Ответить
          Только повышение энергии, другого не дано. Ну и еще на очень высоких энергиях есть резонанс Глешоу, когда антинейтрино сталкивается с электроном и резонансно порождает W. Если электрон покоился, то это происходит при энергии нейтрино 6 ПэВ = 6000 ТэВ. До таких энергий еще не дотянулись (пока что IceCube только два события по 1 ПэВ поймал). Если электроны навстречу разгонять, то энергия нейтрино уменьшается пропорционально его энергии, но тогда возникает сильное ограничение по углам прихода нейтрино.

          Еще можно увеличивать плотность вещества до ядерных плотностей :)
          Ответить
          • torque_xtr > Игорь Иванов | 11.03.2014 | 17:21 Ответить
            Эх... Надеялся, что дифракция помогает хоть чуть-чуть, как у рентгена глубина проникновения становится на несколько порядков меньше, если условия Вульфа-Брэгга выполняется. С ядерной материей вроде бы все равно несусветно много надо, если вспомнить, что даже в нейтронных звездах длина пробега ненамного меньше самой звезды. Получить устойчивую материю ядерной плотности - фантастика, извлечь оттуда сигнал - подозреваю, что не меньшая :)))
            представляется кольцо электронов в ускорителе, который весь медленно вращается вокруг проходящей через плоскость оси, и весь утыкан детекторами частиц, ловящих события с намного большей, чем у большей части синхротронного излучения, энергии... люблю фантастику :)
            Ответить
  • nicolaus  | 26.02.2014 | 20:57 Ответить
    Дело в том, что аномальная линия зафиксирована в горячей межзвездной плазме. Не совсем понятно, с чем связана эта аномальная линия – или с плазмой или с темной материей. Если с темной материей - то эта линия должна наблюдается и в холодной плазме, как сигнал распада частиц темной материи, что, скорее всего, не наблюдается. Для проверки необходимо направить телескоп на скопление, где плазма не очень сильно разогрета и наблюдать на низком рентгеновском фоне относительно большую величину этой линии.
    Ответить
    • SysAdam > nicolaus | 26.02.2014 | 21:21 Ответить
      А если эффект индуцируется излучением в двух ближайших линиях калия и аргона?

      А ведь еще возможно влияние нелинейной среды, через которое прошло излучение. В результате появились гармоники. И, кстати, такая среда может быть в приемниках самих телескопов. :)
      Ответить
      • nicolaus > SysAdam | 26.02.2014 | 21:26 Ответить
        Под действием темной материи?
        Ответить
        • SysAdam > nicolaus | 26.02.2014 | 21:31 Ответить
          В самой темной материи. :)
          Ответить
    • Игорь Иванов > nicolaus | 27.02.2014 | 01:52 Ответить
      Плазма в скоплениях неизбежно разогрета. Полностью разделить их не получится, и остается лишь аккуратно измерять распределение этой линии в пространстве и проверять, чему она лучше соответствует — плазме или темной материи.
      Ну и второй вариант — по уширению линии на Astro-H, это уширение разное для плазмы и для темной материи.
      Ответить
  • erwins  | 26.02.2014 | 22:15 Ответить
    Более вероятно, что это какой нить процесс связанный с ядрами, например поглощение электрона и переизлучение фотона и электрона или просто переход ядра из возбужденного состояния в нормальное....
    Не стоит приплетать туда сразу ТМ....
    Ответить
    • Игорь Иванов > erwins | 27.02.2014 | 01:53 Ответить
      Я уже выше отвечал, но повторю.

      Мне не верится, чтоб это было реально. Во-первых, типичные возбужденные уровни в ядрах — это МэВы, ну или сотни кэВ. Дальше структура возбужденных состояний может быть сложной, с кучей уровней, разделенных кэвами, но первое возбуждение обычно все-таки большое.
      Во-вторых, для того, чтобы ядра высвечивали такую линию, надо, чтобы была кто-то их возбуждал и они затем снимали возбуждение высвечиванием. Но кто их будет возбуждать? Ионы возбуждаются горячим электронным газом. Для ядер это не пойдет, т.к. при электрон-ядерном рассеянии ядру передастся очень маленькая энергия.
      Ответить
      • Minbadar > Игорь Иванов | 27.02.2014 | 19:19 Ответить
        >Мне не верится, чтоб это было реально. Во-первых, типичные возбужденные уровни в ядрах — это МэВы, ну или сотни кэВ.

        Природа богата на чудеса. Например долгоживущий ядерный изомер торий-229m имеет энергию возбуждения всего 8 эВ (да, именно эВ). Наверняка есть ядра и с кэВными энергиями возбуждения. А что до источника возбуждения... да мало ли может быть механизмов. Не электроны, так космические лучи высоких энергий или еще что.
        Ответить
        • PavelS > Minbadar | 28.02.2014 | 08:22 Ответить
          Всё ещё круче. Изомерами называют ядра, живущие хотя бы 1мс, т.е. такие, чтобы ядерный переход был чем-то подавлен и ядро жило довольно долго. Но тут нам даже этого не нужно. Нужно чтобы был ядерный переход на нужной энергии. Таких ядер чуть более чем дополна. Доказать, что они не могут вносить искажения в спектр - это работа.
          Ответить
          • v1adis1av > PavelS | 28.02.2014 | 09:15 Ответить
            Нет таких ядер. При любых известных ядерных распадах единственный источник фотонов с близкой энергией, 3.77 кэВ -- характеристический рентген теллура (см.: http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/indx_dec.jsp ). Теллур -- редкий элемент, его практически нет в межгалактическом газе.
            Ответить
        • SysAdam > Minbadar | 28.02.2014 | 10:56 Ответить
          Как мило. Вот нравится версия про ядерные уровни, и все тут. А как они накачиваются, и не важно. Ну, там, вот как-то. Загадка. Что без этого объяснения загадка была, что с ним. :) В науке требуется придумать хоть какую-то причину накачки, которую надо проверять
          Ответить
  • akb  | 27.02.2014 | 00:05 Ответить
    Ответить
  • v1adis1av  | 27.02.2014 | 02:20 Ответить
    Кроме стерильных нейтрино, подходят, видимо, и аксионы.
    Ответить
    • Игорь Иванов > v1adis1av | 27.02.2014 | 04:25 Ответить
      Вроде как при массе в кэВы у настоящих аксионов слишком маленькое время жизни получается. Аксионоподобные частицы с произвольной константой связи, наверно, могли бы. Хотя судя по arXiv:1311.0029, как раз для кэвной области есть большое число разных ограничений на константу связи.
      Ответить
      • AndreyDov > Игорь Иванов | 27.02.2014 | 10:09 Ответить
        Хороший сайт RDMS CMS
        http://rdms.jinr.ru/section.aspx?id=2
        RUS
        Игорь, может добавите на страничку ссылок.
        Ответить
      • v1adis1av > Игорь Иванов | 28.02.2014 | 08:53 Ответить
        Я имел в виду не изначальные аксионы Печчеи-Квин-Вайнберга-Вильчека, для которых почти всё, действительно, давно уже перекрыто, а более поздние модели вроде KSVZ. Их в литературе тоже обычно называют просто аксионами, а не ALP.
        Ответить
        • Игорь Иванов > v1adis1av | 03.03.2014 | 02:28 Ответить
          Понятно. Ну вот, уже люди что-то начали выкладывать в архив.
          Ответить
  • bul-kathos  | 27.02.2014 | 09:57 Ответить
    Игорь, если существование стерильных нейтрино будет подтверждено, то как это повлияет на Стандартную модель и на теорию суперсимметрии?
    Ответить
    • Игорь Иванов > bul-kathos | 03.03.2014 | 02:26 Ответить
      Несущественно. Стерильные нейтрино могут быть и без суперсимметрии, и с ней. Понятно, что появится пища для размышлений, подборов параметров и т.п., но принципиально ситуация не изменится.
      Ответить
  • brsk  | 27.02.2014 | 10:34 Ответить
    супер-новость.. стерильное нейтрино, имхо, после результатов LHC (да и из других общих соображений), наиболее естественный кандидат на роль "темной материи"..

    на суперсимметрии, видимо, можно ставить крест, нужно смотреть в сторону
    Neutrino Minimal Standard Model [NuMSM] (http://sciencewise.info/definitions/NuMSM_by_Mikhail_Shaposhnikov)
    Ответить
    • kbob > brsk | 01.03.2014 | 18:16 Ответить
      да, интересная теория, как то раньше не обращал внимание.
      Ответить
      • brsk > kbob | 02.03.2014 | 19:51 Ответить
        сама модель, выходит, сравнительно недавняя (2005 год)

        а минимальная суперсимметричная модель -- это, если не ошибаюсь, начало 1980-х
        Ответить
  • LyCo  | 28.02.2014 | 17:16 Ответить
    А что насчет других источников излучения, синхротронного например, которое может быть вызвано магнитными полями (а может и гв)?
    Ответить
    • pacha > LyCo | 28.02.2014 | 19:57 Ответить
      У синхротронного излучения спектр практически непрерывный, а тут явный пик.
      Ответить
      • LyCo > pacha | 01.03.2014 | 16:57 Ответить
        Ну а если из непрерывного вычесть известные линии поглощения, то останутся неизвестные?
        Ответить
      • IZIEKILE > pacha | 02.03.2014 | 17:25 Ответить
        где ж тут пик? Плавное возвышение над ожидаемым уровнем - скорее всего аппаратная погрешность, как тут уже многие высказали
        Ответить
        • PavelS > IZIEKILE | 02.03.2014 | 22:55 Ответить
          Доплеровский сдвиг спектров галактик, находящихся на различном удалении, сдвигает весь спектр на различную величину. Т.е. был бы перекос в чувствительности на каком-то одном участке спектра, то после сложения спектров пик бы "размазало". Про это есть речь в статье.
          Ответить
          • LyCo > PavelS | 08.03.2014 | 17:05 Ответить
            (странно, перестали приходить уведомления, хотя галочку вроде ставил)

            Это же скопления галактик, они связаны, мало ли чего можно напридумывать. Может их вращение создает гигантское магнитное поле, которое порождает излучение, а в результате интерференции мы видим пик (на правах бредовых идей).

            Меня беспокоит фальсифицируемость: каждый раз для темной материи находятся объяснения, почему мы не можем зарегистрировать ее напрямую, причем это замечательное свойство она имеет от рождения. Где-то что-то не сходится с существующими моделями - темная материя; почему не видим в лабораториях - плохо взаимодействует. Для эфира был эксперимент, который доказывал невозможность его существования. Есть ли подобный для темной материи, или мы всегда будем просто сдвигать рамки возможности ее регистрации до бесконечности?
            Ответить
            • SysAdam > LyCo | 09.03.2014 | 07:10 Ответить
              Вот пример. В древности люди видели облака, но из чего состоят, достоверно не понимали. Но видели.
              Темную материю "видно" научными методами, хотя и нет еще понимания того, что это. Одно другому не противоречит.
              Ответить
              • LyCo > SysAdam | 09.03.2014 | 17:49 Ответить
                Зачем вы пытаетесь ввести меня в заблуждение? Облака видно, потому что они взаимодействуют с нами посредством эл-маг взаимодействия. Темную материю никто и никогда не видел и не взаимодействовал с ней. Мы видим только, что модели, основанные на ото и наших представлениях об окружающем мире, не сходятся с наблюдениями. Чтобы объяснить это расхождение были предложена гипотеза темной материи.

                Чтобы эта гипотеза стала научной теорией она должна быть хотя бы фальсифицируемой, то есть должны хотя бы теоретически существовать опыты или наблюдения, опровергающие ее существование. Иначе я с тем же успехом могу сказать, что это высшие силы направляют галактики и скопления двигаться, мы же это видим, но они божественны и мы должны в них верить, а зарегистрировать нельзя, такие вот они, угу. Это уже не наука.
                Ответить
                • a_b > LyCo | 09.03.2014 | 23:16 Ответить
                  Достаточно найти всего одну галактику, у которой кривая вращения указывала бы на наличие скрытой массы, а гравитационное линзирование не соответствовало бы этой массе, и все, чао, темная материя.
                  Ответить
                  • LyCo > a_b | 10.03.2014 | 19:18 Ответить
                    Тут возникает терминологическая путаница. В данном контексте, когда мы обсуждаем темную материю, имеется в виду некие экзотические частицы, которые объясняют фиксируемые гравитационные аномалии. Сами эти гравитационные аномалии я под сомнение не ставлю.
                    Ответить
                • SysAdam > LyCo | 10.03.2014 | 08:36 Ответить
                  Вы "видите" облако потому, что такую картинку строит Ваш мозг на основе данных фотодатчиков - глаз. Наука по результатам измерений на своих датчиках - научных приборах, строит картинку о темной материи. Исходя из внутренней логики научного поиска.
                  Конечно, всем известны оптические иллюзии. Но построенная картинка есть, и она исследуется дальше. В конце концов, как понять, иллюзия это или нет. Но без осознания того факта, что что-то там вырисовывается, нельзя двигаться дальше.
                  Ответить
                  • LyCo > SysAdam | 10.03.2014 | 19:28 Ответить
                    Возможно вы отождествляете темную материю как фиксируемые гравитационные расхождения и некоторые экзотические частицы для объяснения этой нестыковки, поэтому у нас терминологическая путаница.
                    Никакие приборы пока не видели никаких новых частиц, которые бы давали явление темной материи.

                    В том и дело, что их ищут. Но каждый раз, когда их не находят - придумывают новые. Есть ли у этого цикла конец?
                    Ответить
                    • a_b > LyCo | 11.03.2014 | 00:18 Ответить
                      А что еще искать? Скрытая масса не может состоять из барионной материи (по большей части), черные дыры также исключены в требуемом количестве. Кроме новых частиц остаются только новые теории гравитации, ну так этим тоже занимаются, одно другому не мешает.

                      Почему сейчас вдруг нужно бросить поиски частиц ТМ? На прямое детектирование нейтрино ушло 26 лет, бозон Хиггса искали еще дольше.
                      Ответить
                      • LyCo > a_b | 11.03.2014 | 21:44 Ответить
                        Где я говорил, что что-то нужно бросать? Я вижу методологические проблемы у данной "теории" и говорю об этом. Или не надо говорить - пусть каждый делает, что захочет - критически это осмыслять в область науки уже не входит, лишь бы провести исследование да опубликовать?

                        А вот насчет не мешает, тут есть о чем задуматься. Ибо наука не находится в сферическом вакууме, и если финансируются одни исследования, то другие нет. Сколько было беготни с теорией струн. Я видел лекции, где ученые говорили о загубленных карьерах молодых людей, которые на волне эйфории шли заниматься этой теорией и в итоге оказались не нужны.

                        Кроме того я практически уверен (и опять же я видел выступления ученых, которые озвучивали подобную точку зрения), что только ради хиггса деньги на ускоритель не дали бы, и если ничего революционного на баке не найдут, то физика высоких энергий серьезно потеряет в финансировании (кажется, это уже происходит).

                        И говорю я об этом, потому что я болею за науку, хочу, чтобы она развивалась и процветала, но занимаясь бесплодными исследованиями (естественно на мой взгляд), она вполне может вырыть сама себе могилу (см. выше).
                        Ответить
                        • a_b > LyCo | 11.03.2014 | 22:54 Ответить
                          Нет там проблем с методологией. Новые, неизвестные частицы - это не "теория", а научное направление, причем связанное не только с проблемой ТМ. В рамках этого направления формулируются различные гипотезы, каждая из которых вполне опровергаема (иначе что значит Ваше "не находят"?).

                          У Вас есть основания считать всё направление бесперспективным? Расскажите, это интересно.
                          Ответить
                          • LyCo > a_b | 12.03.2014 | 18:36 Ответить
                            Да, гипотезы - из каких частиц состоит темная материя - опровергаемы, потому что частицы должны иметь довольно определенные параметры, но опровергаема ли гипотеза, что явление темной материи в принципе связано с какими-либо частицами (и как)?

                            Повторюсь, это очень похоже на историю с эфиром. Он вроде должен был быть, но его все время не находили. Потом, в результате ряда критических опытов и появления сто, эфир утратил свои механистические свойства и стал полем. Причем ситуация с темной материей происходит на фоне кризиса в физике, когда фактически одна физика описывает микромир, другая - макро, и дружить они особо не хотят. Но явление темной материи это макро, а объяснить его хотят, придумывая экзотические частицы. Весьма механистически, на мой взгляд.

                            (надевая шапочку из фольги) А еще я думаю, что в науке сложилась ситуация, когда ставить критические эксперименты стало невыгодно, потому что за опровержения награды не дают, зато их дают за нахождение чего-нибудь нового. Поэтому все ищут, чего-нибудь и как-нибудь.
                            Ответить
                            • a_b > LyCo | 12.03.2014 | 20:56 Ответить
                              >гипотеза, что явление темной материи в принципе связано с какими-либо частицами
                              Не волнуйтесь, в _такой_ форме это никакая не гипотеза, а художественное произведение (по классификации Дм.Вибе). На литературные тексты научная методология не распространяется.
                              Ответить
                              • LyCo > a_b | 13.03.2014 | 17:47 Ответить
                                А хамить на рациональные доводы вы тоже у него научились? К сожаление, вы лишь подтверждаете мое мнение и о современной науке и об ученых.
                                Ответить
                                • a_b > LyCo | 13.03.2014 | 20:49 Ответить
                                  Нет, это мое персональное умение нанести кому-то оскорбление, совершенно того не желая :( Теперь вот еще и уважаемого человека подвел :(((

                                  Почему Вы приняли на свой счет обвинения в непринадлежности к науке высказывания "ТМ = какие-нибудь частицы"? Ведь Вы сами выступали _против_ него?

                                  Некоторая аналогия. Вот сейчас ищут пропавший самолет в районе предполагаемого падения. Не найдя, расширяют район поисков. Но ведь есть шанс, что самолет просто угнали куда-то, опустившись на малые высоты (где радары не видят). Надо ли продолжать поиски?
                                  Ответить
                                  • LyCo > a_b | 14.03.2014 | 17:00 Ответить
                                    На данный момент не существует никаких достоверных свидетельств того, что явление темной материи связано с какими-либо экзотическими частицами. Это научный факт, который вы самоуверенно назвали художественной литературой. Вы готовы игнорировать и факты и логику, лишь бы выставить меня врагом науки и победить. Я уже сказал, что не выступаю против исследований, а лишь за методологическую их переоценку, но вы это проигнорировали. Я не вижу смысла продолжать дискуссию.

                                    Кстати, сегодня день рождения Великого человека, который не боялся думать нестандартно, критически и широко. Чего и вам желаю.
                                    Ответить
                                    • a_b > LyCo | 14.03.2014 | 20:00 Ответить
                                      Спасибо.
                                      Ответить
                                      • SysAdam > a_b | 15.03.2014 | 07:49 Ответить
                                        Я вот одного всегда не понимаю. Почему люди такого склада характера не пытаются не видеть смысла в начале дискуссии? Ведь все одно все заканчивается детскими обидами.
                                        Ответить
                    • SysAdam > LyCo | 11.03.2014 | 08:55 Ответить
                      Мне кажется, у Вас тоже какая то терминологическая путаница. У цикла конца нет по определению. А в остальном у Вас вопрос из области философии: гностицизм vs агностицизм. К науке это отношение не имеет.
                      Если Вам что-то в этом подходе в изучении ТМ не нравится, то, как говорил Козьма Прутков: "Кто мешает тебе выдумать порох непромокаемый?"
                      Ответить
                      • LyCo > SysAdam | 11.03.2014 | 21:48 Ответить
                        Козьму - в ученые! Оригинально, браво.

                        (Может это вам все-таки почитать про методологию, а не переходить на демагогию).
                        Ответить
  • Мария Варшавер  | 01.03.2014 | 13:40 Ответить
    Уважаемая редакция!Вы можете заблокировать комментарии этого идиота iziеkile?Он засоряет пространство.
    Ответить
    • IZIEKILE > Мария Варшавер | 02.03.2014 | 17:23 Ответить
      я ничего не засоряю и веду себя прилично, в отличие от вас
      если есть что сказать по существу моих высказываний - говорите, с удовольствием с вами подискутирую
      а не хотите общаться - промолчите
      зачем охоту на ведьм призываете?
      Ответить
      • Мария Варшавер > IZIEKILE | 02.03.2014 | 19:25 Ответить
        Я с дебилами не разговариваю,ну а если уж приходится,то не долго,поэтому скажу как всем вам подобным (дебилам) - ПНХ.
        Ответить
    • PavelS > Мария Варшавер | 02.03.2014 | 21:33 Ответить
      Баны по IP тоже не худший вариант. Но я подумал, он таки не тролль. Т.к. тролли часто регистрируют левые никнэймы в огромных количествах.
      Ответить
    • prometey21 > Мария Варшавер | 02.03.2014 | 21:51 Ответить
      У него просто произошел сдвиг в голове. Он считает свое мнение единственно верным. На языке психиатрии это называется мания величия. Человек считает себя Наполеоном в физике элементарных частиц.
      Ответить
    • IZIEKILE > Мария Варшавер | 02.03.2014 | 22:35 Ответить
      предлагаю всю эту ветку удалить - оффтопик и мат (от М.В.)
      прошу обратить внимание - пишу не больше одного-двух сообщений в день в отличие от многих здесь, которые строчат посты десятками
      причем пишу всегда строго по теме, аргументированно и корректно
      ваши претензии не принимаю
      Ответить
  • samara  | 01.03.2014 | 15:29 Ответить
    Ого.
    Ну если честно, открытие этой линии излучения очень притянуто к открытию новой частички)
    мне очень кажется что это просто возбуждённый уровень чего-то-там, если вообще не какая-нить методологическая неучтёнка, что скорее всего.
    Ответить
    • samara > samara | 01.03.2014 | 17:03 Ответить
      Прочитал комментарии выше, всё равно не понятно почему не должно быть видно рождения этих самых стерильных нейтрино на земных установках.. сечение рождения совсем совсем микроскопическое? Рождение обычных нейтрино мы отслеживать умеем, по идее должно быть превышение над нейтринным предсказанием СМ.

      И вообще, самый простой способ подтверждения: с ростом красного смещения должно изменятся соотношение "видимая масса/тёмная материя", ведь в старых галактиках этих нейтрино должно родится заметно больше чем в молодых :)
      Ответить
      • kbob > samara | 01.03.2014 | 18:19 Ответить
        Согласно теории Neutrino Minimal Standard Model http://arxiv.org/abs/1301.5516 это стерильные нейтрино и они должны были родится сразу после большого взрыва.На земных установках нужно еще +несколько порядков светимости для их обнаружения.
        Ответить
      • Игорь Иванов > samara | 03.03.2014 | 02:25 Ответить
        Напишите конкретный процесс, подсчитайте ожидаемое количество событий, всё увидите.

        > И вообще, самый простой способ подтверждения: с ростом красного смещения должно изменятся соотношение "видимая масса/тёмная материя", ведь в старых галактиках этих нейтрино должно родится заметно больше чем в молодых :)

        Увы, далекие скопления пока видны плохо (имеется в виду рентген от межгалактической среды). В первой статье выборка была только до z=0.35; более далекие скопления дают такое малое количество рентгеновских фотонов, что построить спектр там нереально.
        Ответить
  • pacha  | 04.03.2014 | 13:07 Ответить
    А нельзя ли создать концентрированный пучок рентгена с этой энергией в вакуумной камере и поискать какие-нибудь события там?
    Ответить
    • Игорь Иванов > pacha | 09.03.2014 | 21:01 Ответить
      А с кем вы этот рентген сталкивать будете?
      Ответить
      • pacha > Игорь Иванов | 11.03.2014 | 12:16 Ответить
        С другим продуктом распада, концентрация этого продукта должна быть не меньше, чем концентрация фотонов этой линии. А учитывая то, что фотоны поглощаются, так даже больше.
        Ответить
        • Игорь Иванов > pacha | 12.03.2014 | 02:21 Ответить
          А если другой продукт — это нейтрино? Вы ж не сможете сделать такой нейтринный пучок. Вот если аксионоподобные частицы, которые распадаются на два фотона, то можно попытаться, конечно, но чисел я навскидку не скажу.
          Ответить
          • pacha > Игорь Иванов | 19.03.2014 | 16:10 Ответить
            Почему не смогу? Смогу, например, с помощью мюонного коллайдера.
            Ответить
            • Игорь Иванов > pacha | 20.03.2014 | 01:14 Ответить
              Во-первых, тогда вам в предложении «А нельзя ли создать...» надо бы написать всю цепочку. Во-вторых, определитесь с энергиями. Вам нужно 7 кэВ полной энергии в системе центра инерции. Если нейтрино берется из высокоэнергетического мюонного пучка, то их энергии будут далеко в ГэВ-ной области, а значит встречные фотоны должны быть в микроэВ области — т.е. это микроволновое излучение или даже радиоволны. ОК, вы это можете сделать, но как вы собираетесь регистрировать совершенно мизерное ослабление этого микроволнового пучка и отличать его от ослабления за счет всевозможных прочих причин?
              Ответить
  • SysAdam  | 04.03.2014 | 19:24 Ответить
    Удивительно, но ловлю себя на мысли, что с нетерпением жду запуска этого Astro-H, и обработки результатов с него.
    И ведь никакого отношения уже к науке не имею.:(
    Ответить
  • irna  | 06.03.2014 | 10:23 Ответить
    Если частицы тёмной материи в меньшей концентрации есть везде, а не только в скоплениях галактик, то новые фотоны можно и даже нужно ловить с направлений, где нет скоплений галактик. (?)
    Ответить
    • SysAdam > irna | 06.03.2014 | 13:13 Ответить
      В скоплениях она есть точно, так как ее и определили по отклонению расчетных движений от наблюдаемых. Про теорему вириала слышали?
      Везде есть темная энергия.
      Ответить
      • irna > SysAdam | 06.03.2014 | 16:03 Ответить
        Повторю для Вас: Новые фотоны можно и даже нужно ловить не только от скоплений галактик, если частицы тёмной материи есть везде, где есть тёмная энергия.
        Ответить
        • SysAdam > irna | 06.03.2014 | 19:04 Ответить
          С чего Вы решили, что это одинаковые вещи? Темная материя - это гравитирующее вещество, которое просто не проявляет себе высвечиванием фотонов. Как и видимое вещество, она образует сгущения. Почитайте про неустойчивость Джинса.
          Темная энергия - скалярное поле (самое правдоподобное на мой взгляд), которое равномерно заполняет пространство, и массу ему приписывают по знаменитой эмцэквадрат.

          Снимать спектры "чистых" площадок неба можно, да только вот в чем закавыка. Если бы темная материя была повсюду, то на любом луче зрения она была бы и рядом, и совсем далеко. А Вам наверное известно про красное смещение, которое эту линию просто размажет по определенному диапазону. Если Вы статью читали, то в ней описывают, что благодаря тому что плазма излучает в характерных комбинациях линий все спектры были приведены к единой шкале частот, вычитанием красного смещения, которое было разным для разных скоплений. Ведь все скопления располагаются на разных расстояниях.Затем спектры суммировались по всем измеренным площадкам.Это позволяет накопить систематический сигнал, и избавиться от случайного шума. Шум подавляется за счет того, что на одной площадке сигнал был выше фона, на другом - ниже фона. В сумме остается только постоянный фон.
          А если наблюдать "пустоту", то где там взять опору для приведения к единой шкале?
          Ответить
          • irna > SysAdam | 06.03.2014 | 23:09 Ответить
            > А если наблюдать "пустоту", то где там взять опору для приведения к единой шкале? <
            Хорошо, что Вы уже думаете о решении этой задачи. Уверенность в том, что это одна и та же линия, только размазанная из-за красного смещения - это главный стимул для такого эксперимента.
            Ответить
            • SysAdam > irna | 07.03.2014 | 06:21 Ответить
              На чем ее накапливать? :)
              Я думаю, калибровочные измерения на "чистых" участках делали. Ведь фон чистого неба вычитался из сигнала наблюдения скоплений.
              Если бы такая линия была на чистом небе, то при вычитании из спектра скоплений эта неопознанная линия съедалась бы.
              Ответить
    • Игорь Иванов > irna | 09.03.2014 | 21:06 Ответить
      Разумеется, но там статистика будет мизерной. Ведь недостаточно просто поймать фотоны. Надо отделить их от других таких же фотонов, рождающихся в обычных астрофизических процессах. Это можно сделать, например, имея очень аккуратный спектр, но для построения такого спектра нужно накопить очень много фотонов. От скоплений галактик (а также от ближайшей галактики — Андромеды) получен сигнал на пределе чувствительности. Когда наберем данных в 10 раз больше, начнем видеть и от других отдельных источников. Когда наберем в 1000 раз больше, начнем хорошо картографировать по небу и сверять с другими данными. А для этого надо либо подождать 1000 лет, либо существенно улучшить методику набора.
      Ответить
      • irna > Игорь Иванов | 10.03.2014 | 12:24 Ответить
        Спасибо за разъяснение. Я, наверное, внимательнее других прочитал Ваш обзор и даже попробовал, исходя из массы покоя новых частиц(7,1кэВ), определить их среднюю плотность в Метагалактике. Это число - 0,2 на куб.см - только в 5-6 раз меньше плотности темной материи в скоплениях галактик. Поэтому мне показалось более правильным,если плотность тёмной материи вне скоплений галактик даже в 100 раз меньше, накапливать новые фотоны от тех больших площадей неба, где нет рентгеновских фотонов с близкой энергией.
        Ответить
        • Игорь Иванов > irna | 10.03.2014 | 14:18 Ответить
          Есть как общая засветка от нашей галактики, так и большое число компактных источников, и от надо отделять. Насчет больших площадей — мозаичный обзор неба и так покрывает заметную часть телесного угла. На улучшение статистики можно надеяться, если увеличить размер самого детектора фотонов (ну и энернетическое разрешение получше сделать).
          Ответить
  • mrbus  | 11.03.2014 | 12:44 Ответить
    Не может ли оказаться просто сдвиг уровней из-за магнитного поля? Хотя наверняка куча других уровней бы тоже посдвигалась.
    Ответить
    • Игорь Иванов > mrbus | 11.03.2014 | 13:19 Ответить
      Ну вы сами и ответили. Кроме того, там нет таких магнитных полей, и плюс к этому в магнитном поле линии расщепляются, а не просто сдвигаются.
      Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»