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暗黒物質

未知の素粒子「アクシオン」を捉えたか? 暗黒物質を探索する国際実験チームが発表

1: さかい ★ 2020/06/17(水) 23:35:35.04 ID:1waKe0RA9 BE:656475691-2BP(1000)

sssp://img.5ch.net/ico/2morara.gif
2020/6/17 23:03(23:13 updated)
https://this.kiji.is/645987090341250145

 未発見の謎の物質「暗黒物質」を探索している東京大や名古屋大、神戸大が参加する国際実験チーム「ゼノン」は17日、イタリアのグランサッソ国立研究所の地下にある施設で実施した実験で、想定外の事象を観測したと発表した。未知の素粒子を捉えた可能性があるという。

 暗黒物質である可能性は低いが、信号の特徴から素粒子物理学で存在が予想される粒子「アクシオン」かもしれず、東大などはさらに詳しく調べる。アクシオンも探索が続く素粒子で、太陽で生まれるとされる。発見されれば物理学の最も基本的な理論「標準理論」の未解決問題を解く鍵になる。



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1592404535/続きを読む

「ダークマター」検出へ、欧州の原子核研究機関(CERN)が新たな実験計画

1: しじみ ★ 2019/03/07(木) 06:39:08.61 ID:CAP_USER

【3月6日 AFP】
欧州合同原子核研究機関(CERN)は5日、暗黒物質(ダークマター)に関連する素粒子を探すための新たな実験を計画中であることを明らかにした。ダークマターは宇宙の約27%を構成すると考えられている。

 フランスとスイスの国境にまたがる、全長27キロのトンネル内に設置された巨大実験施設「大型ハドロン衝突型加速器(LHC)」を運用するCERNによると、新たな実験は「弱く相互作用する軽い粒子を探すように設計」されているという。

 科学者らによると、恒星、星間ガスや塵(ちり)、惑星とその上にあるすべてのものを含む、いわゆる通常物質は宇宙全体の5%にすぎないという。宇宙の残りの95%を占めるのはダークマターとダークエネルギーだが、科学者らはまだどちらも直接観測するには至っていない。望遠鏡では観測できない謎の物質ダークマターは、宇宙の他の天体に及ぼす重力を通じて検知される。

 実験についてCERNは声明を発表し、「実験でターゲットにされる粒子の一部はダークマターに関連している」と言及している。

 LHCは2010年、高エネルギー陽子同士を光速に近い速度で衝突させる実験を開始した。この衝突では新たな素粒子が生成され、物理学者らに自然の法則に関する新たな観察機会を提供し、宇宙の理解を深めることにもつながると期待がかかる。

 だが、LHCに設置されている4台の主検出器は、ダークマターに関連付けられている「弱く相互作用する軽粒子」の証拠をつかむのには適していない。

 この問題についてCERNは、「これらの粒子は他の物質と相互作用せずに数百メートル進んだ後、電子や陽電子などの既知の検出可能な粒子に姿を変える可能性がある。このエキゾチック粒子は現在のビームラインに沿った既存の検出器では捕捉されず、検出されないままになると考えられる」と説明している。

 これに対処するため、「FASER」と呼ばれる最新機器が新たに開発された。FASERは非常に高感度の検出を実行できるため、今回のような実験でも粒子も見つけ出すことが可能となる。

「粒子ビーム内の陽子はLHCの周囲にある磁石で曲げられるが、軽くて非常に弱い相互作用をする粒子は直線に沿って進み続ける。FASERはこれらの粒子の『崩壊生成物』を検出できる」と、CERNは説明した。

 今回の実験の目的は、いわゆる暗黒光子(ダークフォトン)やニュートラリーノなどの仮説上の粒子を探すことだ。これらの粒子もまた、ダークマターに関連するとされる。実験は2021年から2023年までの間に始まる見込みとなっている。

 LHCは2012年、「神の粒子」とも呼ばれるヒッグス粒子(Higgs Boson)の存在を証明するために使われた。これにより科学者らは、素粒子が質量を獲得する仕組みに関する理解に大きな前進が得られた。(c)AFP

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https://www.afpbb.com/articles/-/3214434



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1551908348/続きを読む

宇宙で観測できない95%の正体は「暗黒流体」であるという新理論が発表

1: 動物園 ★ 2018/12/12(水) 23:32:44.52 ID:CAP_USER9

 宇宙の95%を占める「欠けている」部分は観測することができない。それはいったいなぜなのか?現代物理学最大の難問の1つとされていた。

 だが、イギリス・オックスフォード大学の科学者が打ち出した新理論がこれを解決するかもしれない。

 ダークマター(暗黒物質)とダークエネルギーの統一に成功したというのだ。両者を負の質量を持つ「暗黒流体」と仮定すればその説明はつくという。

【宇宙の95%は観測することができない】

 ダークマター(暗黒物質)やダークエネルギー(暗黒エネルギー)とは、直接観測することはできないが、ほかの観測できる物質が受けている重力の影響などから間接的にその存在が推測される物質やエネルギーのことだ。 

 これまでの研究からは、じつは人が宇宙で観測できているのはたった5パーセント程度でしかなく、あとの95パーセントはダークマターやダークエネルギーであるらしいことが明らかになっている。 

 しかし現在広く受け入れられている宇宙理論「Λ-CDMモデル」は、ダークマターとダークエネルギーが物理的にはどのようなものなのか、何も説明してくれない。

【ダークマターとダークエネルギーの統合に成功した理論】

 『Astronomy and Astrophysics』に掲載されたジェイミー・ファーンズ(Jamie Farnes)博士が新たに提唱した理論によると、ダークマターとダークエネルギーを「暗黒液体」と考えれば、それらを統合することができるのだという。

https://www.excite.co.jp/news/article/Karapaia_52268562/



引用元:http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1544625164/続きを読む

大量の暗黒物質をともなう宇宙ハリケーンが地球を直撃?

1: 野良ハムスター ★ 2018/11/21(水) 11:06:06.84 ID:CAP_USER

(CNN) このほど発表された論文によると、地球は宇宙ハリケーンの直撃を受ける見通しだ。およそ100個の恒星が、大量の暗黒物質を伴って太陽系に接近している。それを食い止める術はない。

ただし、このハリケーンに危険はない。むしろ、まだ観測されたことのない暗黒物質を検出する絶好のチャンスになるかもしれない。

欧州宇宙機関(ESA)の衛星「ガイア」は今年4月、太陽を取り囲む銀河系の近くにある20億の恒星の位置と軌道に関する情報を公表した。

このデータを調べた研究者は、一部の恒星が特異な動きをしていることを発見。1年ほど前には、太陽系を通過しようとする「星の流れ」が観測されていた。その1つで、同じような年代や成分の恒星100個近くで形成される「S1」は、普通の恒星とは逆方向の軌道で銀河系を周回していた。

これは高速道路を走行する車の一部が逆走するような状況だが、距離が離れているため衝突の心配はない。逆走する恒星は数千光年の距離に分散した状態で、数百万年以内に太陽系の近くを通過する。

S1は、10億年ほど前に銀河系と衝突した矮小(わいしょう)銀河の残骸の一部と思われる。

矮小銀河は銀河系の1%未満の質量と小さいが、不釣り合いな程多くの暗黒物質を伴うことが多い。暗黒物質はまだ観測されていない仮説上の物質で、重力でのみ相互作用を及ぼす。宇宙の謎の多くを説く鍵になるとされ、宇宙全体で普通の恒星やガスや惑星の質量の5倍の量が存在していると考えられている。

矮小銀河は暗黒物質の比率がさらに高く、銀河系を周回する矮小銀河のろ座矮小銀河の場合、10~100倍と推定される。

もしそれがS1に当てはまるとすれば、S1の暗黒物質は、普通の暗黒物質の約2倍の速度で地球を突き抜ける。S1の暗黒物質は秒速およそ550キロの速度で太陽系を飛行していると推定される。ただし暗黒物質は、もし本当に存在しているとしても、極めて拡散性が高く、太陽系に対して目に見えるような影響は及ぼさない。

こうした数字は、それを裏付ける根拠は豊富にあるものの、今のところ仮説でしかない。しかし暗黒物質が高速で地球を通過すれば、観測する絶好のチャンスとなる。

米科学誌フィジカル・レビュー・Dに論文を発表したキーラン・オヘア氏らの研究チームは、現存する観測装置と提案されている観測装置を使って暗黒物質を発見できる可能性を計算した。暗黒物質のうち、弱い相互作用を持ち質量が大きい「WIMP」は特定範囲の質量を検出できる可能性があり、質量の小さい「アクシオン」を検出できる可能性はさらに大きいとしている。

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https://www.cnn.co.jp/fringe/35128933.html



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1542765966/続きを読む

暗黒物質の証拠とされていた「銀河系中心の超過放射」の正体は、高速回転する中性子星だった

1: しじみ ★ 2018/08/11(土) 00:30:37.36 ID:CAP_USER

Point
・10年前に銀河中心から謎のガンマ線放射を観測し、それが暗黒物質粒子の証拠であると期待されていた
・新たな解析で、この超過放射がミリ秒パルサーと呼ばれる高速回転する中性子星から放射されていると示される
・この結果により暗黒物質粒子発見の可能性の1つが潰える

天の川銀河の中心から発せられた、謎のガンマ線放射。ここ10年ほどこの放射は、研究者たちが追い求める「暗黒物質粒子」を起源としている可能性が考えられていました。しかし、アムステル大学とアヌシー・ル・ビュー理論物理学研究所の物理学者たちは、この放射の源が、「高速回転する中性子星」である可能性が高いとする証拠を発見しました。

The Fermi-LAT GeV excess as a tracer of stellar mass in the Galactic bulge
https://www.nature.com/articles/s41550-018-0531-z
謎に包まれたextended emissionと呼ばれる放射と不思議な拡散が、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡のガンマ線放射の観測によって明らかになりました。この放射が発見されたのは10年ほど前。素粒子物理学者たちは当時、とても熱狂しました。なぜなら、長らく求められていた、銀河内部の暗黒物質粒子の自壊から生まれる信号のすべての特徴を持っていたからです。

このような信号を見つけることで、他の物質への重力的な影響でしか観測されない暗黒物質が、新しい素粒子で出来ていることを確認できるようになります。そのうえ、こういった暗黒物質粒子の質量や、他の特徴を決定することも可能になるのです。

しかし最新の研究が示したのは、「ミリ秒パルサーと呼ばれる高速回転する中性子星が、銀河のバルジ(渦巻銀河等の中央にあるふくらみ)に数千も存在する」というもので、これらの天体が今まで他の周波数では観測されていなかっただけだというものでした。

星がある所に放射あり
「この超過放射の形態とスペクトラムを知ることは、銀河中心の超過放射に対する天文学的解釈と暗黒物質を区別するために、非常に重要なです」と述べるのは、今回の研究に関わった研究者の一人であるクリストフ・ウェニガー氏です。

新たな研究により、この放射が実際は、銀河の中心とバルジの多くの星の質量が存在する領域から来ていることが分かりました。さらに研究者たちは、銀河バルジと中心の光と質量の比率が互いに一貫しており、ガンマ線GeV放射が驚くほど正確に銀河内部の星の質量をたどっていることを発見しました(上図参照)。この研究が元にしているのは、研究者が独自に開発した新しい解析法である“SkyFACT”です。画像解析と物理モデルを組み合わせることで詳細な解析を行うことができます。

この発見は、超過放射がミリ秒パルサーであるという解釈を支持しています。暗黒物質による信号も他の天文学的解釈も、このような相関を示すことが期待できないからです。

「この結果はMeerKATや将来のSKA計画での電波探索で、銀河バルジにある隠れたミリ秒パルサー群を探す助けとなるでしょう。将来の探索はより期待できるものとなったのです」と共著者のフランセスカ・カロール氏は述べています。

暗黒物質の謎解明からは遠のきましたが、新たな探索の助けになるとのことで、別の可能性からの発見も楽しみに待ちましょう。
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https://nazology.net/archives/17320



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1533915037/続きを読む
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