Скопление галактик нанесло удар по теории струн

В центре галактического скопления, расположенного на расстоянии 200 миллионов световых лет от нас, астрономы не смогли обнаружить аксионы — гипотетические частицы. По мнению исследователей, это накладывает новые ограничения на то, как должны работать эти частицы в рамках теории струн. Работа опубликована в Astrophysical Journal.

Теория струн представляет собой направление теоретической физики, которое изучает не точечные частицы, а одномерные протяжённые объекты, называемые квантовыми струнами. Теория струн сочетает в себе идеи квантовой механики и теории относительности, разрешая многие противоречия между ними. Многие модели теории струн предсказывают существование аксионов. Эти частицы сверхнизкой массы, впервые теоретизированы в 1970-х годах для сохранения CP-инвариантности. Теория струн также предсказывает большое количество частиц, которые ведут себя как аксионы и называются аксионоподобными частицами. Они могут превращаться в фотон, когда проходят через магнитное поле, и наоборот.

Команда астрономов использовала рентгеновскую обсерваторию «Чандра» для изучения активного ядра галактики NGC 1275, которая находится на расстоянии около 237 миллионов световых лет от Земли в центре Скопления Персея. Учёные использовали полученные данные для поиска аксионоподобных частиц. Для этого потребовалось около года кропотливой работы, но в итоге никаких следов аксионов или подобных им частиц обнаружено не было. По словам экспертов, исследование не исключает существования аксионов, но и не проясняет ситуацию. Однако ограничение вписывается в диапазон свойств, предлагаемых теорией струн, и может помочь физикам усовершенствовать её.

Фото: NASA/CXC/SAO/E.Bulbul, et al.