Di tengah-tengah gugus galaksi 200 juta tahun cahaya, para astronom gagal mengesan zarah-zarah hipotesis yang disebut aksion.
Ini memberi batasan baru pada bagaimana kita fikir zarah-zarah ini berfungsi, tetapi juga mempunyai implikasi yang cukup serius untuk teori rentetan dan pengembangan Teori Segala-galanya, yang menerangkan bagaimana alam semesta fizikal berfungsi.
Para saintis telah menghasilkan beberapa teori yang cukup baik ketika memahami bagaimana alam semesta berfungsi. Salah satunya adalah relativiti umum, yang menerangkan bagaimana fizik berfungsi di peringkat makro. Yang lain adalah mekanik kuantum, yang menerangkan bagaimana sesuatu berperilaku pada tahap atom dan subatomik.
Masalah besarnya ialah kedua-dua teori tidak sesuai. Relativiti umum tidak dapat diturunkan ke tingkat kuantum, dan mekanik kuantum tidak dapat diperluas. Terdapat banyak usaha untuk menjadikan mereka menjadi teman dengan mengembangkan apa yang disebut Teori Segala-galanya.
Salah satu calon yang paling menjanjikan untuk menyelesaikan perbezaan antara relativiti umum dan mekanik kuantum adalah teori rentetan, yang melibatkan penggantian zarah titik dalam fizik partikel dengan rentetan satu dimensi yang kecil dan bergetar.
Di samping itu, banyak model teori rentetan meramalkan adanya paksi, zarah berjisim ultra rendah yang pertama kali dihipotesiskan pada tahun 1970-an untuk mengatasi persoalan mengapa daya atom kuat mengikuti apa yang dikenali sebagai simetri pariti cas, ketika kebanyakan model mengatakan tidak. . Ternyata, teori rentetan juga meramalkan lebih banyak zarah yang berkelakuan seperti aksion, yang disebut partikel seperti aksion.
Salah satu sifat zarah seperti paksi adalah bahawa mereka boleh berubah menjadi foton ketika melalui medan magnet; sebaliknya, foton boleh berubah menjadi zarah seperti paksi ketika mereka melalui medan magnet. Kemungkinan kejadian ini bergantung pada beberapa faktor, termasuk kekuatan medan magnet, jarak perjalanan, dan jisim zarah.
Para saintis menggunakan Observatorium sinar-X Chandra untuk mengkaji inti aktif galaksi NGC 1275, yang terletak sekitar 237 juta tahun cahaya di pusat gugusan galaksi yang disebut gugus Perseus.
Pemerhatian mereka selama lapan hari berakhir dengan sedikit pengetahuan tentang lubang hitam. Tetapi kemudian mereka menyedari bahawa data tersebut dapat digunakan untuk mencari partikel seperti aksion.
“Cahaya sinar-X dari NGC1275 mesti melewati gas panas kluster Perseus, dan gas ini dimagnetkan,” jelas Reynolds.
Medan magnet relatif lemah (10,000 kali lebih lemah daripada medan magnet di permukaan Bumi), tetapi foton mesti menempuh jarak yang jauh melalui medan magnet ini. Ini bermaksud bahawa ada banyak peluang untuk mengubah foton ini menjadi partikel seperti aksion (dengan syarat bahawa partikel seperti aksion mempunyai jisim yang cukup kecil). '
Oleh kerana kebarangkalian penukaran bergantung pada panjang gelombang foton, pemerhatian harus menunjukkan penyimpangan, kerana beberapa panjang gelombang ditukar dengan lebih efisien daripada yang lain.
Penyelidik memerlukan masa lebih kurang satu tahun untuk kerja keras, tetapi pada akhirnya, tidak ada penyelewengan seperti itu.
Ini bermaksud bahawa saintis dapat mengesampingkan adanya aksion dalam julat jisim yang sensitif terhadap pengamatan mereka – hingga satu miliar massa elektron.
“Kajian kami tidak menolak kewujudan zarah-zarah ini, tetapi ia pasti tidak membantu teori rentetan,” kata ahli astronomi Helen Russell dari University of Nottingham di UK.
Kajian ini diterbitkan dalam Jurnal Astrofizik.
Sumber: Foto: NASA / CXC / SAO / E.Bulbul, et al.
