Cercetătorii estimează că descoperirea materiei întunecate ar putea fi realizată în doar 10 secunde. Aceasta ar putea avea loc în timpul unei supernove apropiate, când un telescop de raze gamma, îndreptat în direcția corectă, ar putea confirma rapid existența axionilor, particule ipotetice considerate candidați promițători pentru materia întunecată.
Astrofizicienii de la Universitatea California, Berkeley, subliniază că, în primele 10 secunde de la o supernovă, ar putea fi emiși suficienți axioni pentru a demonstra existența lor. Această descoperire ar fi mult mai rapidă comparativ cu metodele tradiționale, care pot dura ani pentru a aduna dovezi convingătoare.
Detectarea axionilor în timpul unei colapsări stelare ar fi un moment crucial în fizică, comparabil cu câștigarea „loteriei fizicii”. Totuși, este esențial ca un telescop de raze gamma să fie bine direcționat pentru a observa evenimentul. În prezent, Telescopul Spațial Fermi are o șansă de doar 10% de a capta o astfel de supernovă.
Propunerea GALAXIS
Pentru a îmbunătăți șansele de detectare, cercetătorii propun lansarea misiunii GALAXIS (GALactic AXion Instrument for Supernova), care ar consta într-o flotă de sateliți de raze gamma capabili să monitorizeze întreaga cer în permanență. Atât detectarea, cât și absența axionilor în timpul unei supernove ar fi informații valoroase, dar există o urgență legată de timp.
„Cred că toți cei implicați în această cercetare suntem stresați de posibilitatea unei supernove înainte să avem instrumentele potrivite. Ar fi păcat să se producă o supernovă mâine și să ratăm ocazia de a detecta axionii. O astfel de șansă s-ar putea să nu mai apară timp de încă 50 de ani,” afirmă Benjamin Safdi, profesor asociat de fizică la UC Berkeley.
O echipă de cercetători sugerează că materie întunecată ar putea fi detectată în primele 10 secunde după colapsul unei stele masive, moment în care aceasta explodează ca supernovă. Simulările arată că o explozie de axioni ar putea avea loc în acest interval, iar radiația gamma generată ar putea oferi informații esențiale despre natura acestor particule.
Un tip special de axion, denumit axion QCD (quantum chromodynamics), ar putea fi identificat prin această metodă, cu condiția să aibă o masă mai mare de 50 micro-electronvolți, echivalentă cu o miliardime din masa unui electron. Dacă existența axionilor este confirmată, aceștia ar putea răspunde la întrebări fundamentale legate de materia întunecată și alte probleme teoretice importante în fizică, precum „strong CP problem” și dezechilibrul materie/antimaterie.
Ipoteza este pregătită pentru testare, iar cercetătorii așteaptă următoarea supernovă, care ar putea avea loc oricând, de la astăzi până la un deceniu. Dacă Telescopul Fermi reușește să observe o astfel de supernovă, ar putea oferi răspunsuri la întrebările esențiale ale științei în doar câteva secunde. Potrivit lui Safdi, „cel mai bun scenariu pentru axioni este ca Fermi să surprindă o supernovă. Șansa este mică, dar dacă Fermi o detectează, am putea măsura masa axionilor și interacțiunea lor, având o încredere extraordinară în semnal, deoarece nicio materie obișnuită nu ar putea produce un astfel de eveniment.”
Această cercetare a fost publicată în revista Physical Review Letters.
