Плазмоны в магнитосферах нейтронных звёзд могут затруднить поиск аксионов — тёмной материи
Исследователи из Политехнического института Лиссабона обнаружили, что взаимодействие аксионов — гипотетических частиц тёмной материи — с плазмонами в магнитосферах магнетаров (нейтронных звёзд с сильным магнитным полем) может значительно ослаблять радиосигналы, которые учёные надеются зафиксировать.
Согласно теории, аксионы в сильных магнитных полях могут преобразовываться в фотоны, создавая слабые радиосигналы. Однако новое исследование показывает, что часть энергии аксионов «утекает» в плазмоны (коллективные колебания плазмы), делая ожидаемые сигналы гораздо слабее, чем предполагалось ранее.
«Представьте, что предыдущие исследователи слушали определённую ноту от далёкой флейты (сигнал аксиона). Они рассчитали, насколько громкой должна быть эта нота. Наша работа обнаружила, что у флейты есть утечка. Прежде чем звук достигнет нас, часть воздуха (здесь — аксионы) уходит через эту утечку в другой инструмент, который заглушён и не может быть услышан (плазмоны). Так что нота, которую мы пытаемся услышать, намного тише, чем кто-либо рассчитывал», — пояснил ведущий автор исследования Уго Терсас.
Это открытие означает, что для обнаружения таких сигналов потребуются радиотелескопы с гораздо более высокой чувствительностью, чем существующие сегодня. Примечательно, что тот же физический механизм используется в исследованиях управляемого термоядерного синтеза в токамаках для нагрева плазмы.
В будущем команда планирует перейти от пассивного наблюдения к активному созданию аксионов в лабораторных условиях с помощью «синтетической» плазмы, которая имитирует экстремальные условия магнитосферы магнетара.
0 комментариев