Какие секреты написаны в звездах? – фундаментальные науки

Автор: Мурило Бомфим

В физике астрономических частиц открытия возникают из того, чего мы не видим.

*

Любой, кто смотрел на звездное небо, отражался в этих световых точках. Может быть, поищите Трес Мариас или попытайтесь выяснить, является ли определенный светильник звездой или планетой. Редко можно задаться вопросом о темной области, где плавают звезды.

Теперь мы знаем, что эта область не является огромной пустотой. В этой темной материи есть материя. Одна из величайших задач науки состоит в том, чтобы разобраться в составе частиц этого вещества. Эта задача усложняется именно тем, что эти частицы не излучают свет. Другими словами: мы их не видим.

Чтобы лучше понять темную материю, нужно дать дорогу научной революции. В физике есть стандартная модель элементарных частиц, которая объясняет поведение всех частиц… кроме частиц темной материи. Расшифровка тайны может дать новые направления в науке, особенно в области космологии, астрономии и астрофизики.

Немногие исследователи в мире изучали этот вопрос. Одним из них был бразилец Фаринальдо Кейруш.

Когда в 2002 году сын Франсиско Фаринальдо Кейроса поступил на курс физики в Федеральный университет Параиба, академия показалась ему мрачным занятием. «Сначала я думала, что не смогу окончить школу. Когда я посмотрел курс из шести кредитов, я не понял, что это ссылка на рабочую нагрузку. Я думал, что это будет стоить шесть реалов за семестр или за урок, что было бы сложно заплатить », – вспоминает он.

По окончании учебы все стало яснее: он понял, что такое кредиты, и изучил физику элементарных частиц, когда получил вводную стипендию в этой области. У него быстро возникла симпатия к этому предмету, и он продолжил обучение в магистратуре и докторантуре – с правом на награду Бразильского общества физиков за лучшую диссертацию в 2013 году.

В то время у ученого было предчувствие, которое положило начало его метеорной траектории. Мы знаем, что для каждой частицы есть античастица – со схожими атрибутами, такими как масса, но с противоположными характеристиками, такими как электрический заряд. Если частица и античастица сталкиваются, что происходит случайным образом, испускаются фотоны (или гамма-лучи).

В своих исследованиях Кейруш понял, что, если бы можно было уловить сигнал от этих фотонов, была бы большая вероятность, что частицы темной материи были определенного типа, WIMP (слабовзаимодействующие массивные частицы).

Физику удалось поймать луч, и работа увенчалась успехом. Но о результате можно только догадываться. Имея ограниченные возможности для исследований в стране, он продолжил обучение в докторантуре Калифорнийского университета. Его желание разгадать темную материю принесло ему финансирование от НАСА, что в конечном итоге открыло двери для исследований и преподавания в европейских университетах.

После наблюдений за Вселенной из других стран, физик был выбран для работы в качестве ученого в месте, намного более близком к его истокам в Параибе: в Федеральном университете Риу-Гранди-ду-Норти.

Однако амбиции остаются астрономическими. Сегодня он один из немногих в мире, кто пытается распутать особенности темной материи, используя особый метод анализа нейтронных звезд. Присутствующие в нескольких галактиках, эти звезды имеют массу больше, чем у Солнца, но имеют гораздо меньший радиус.

Эта высокая плотность создает сильное гравитационное поле, то есть все, что проходит через нейтронную звезду, поглощается. Оказывается, в жизненном цикле звезды ее температура постепенно понижается. Если будет увеличение, Кейруш и его коллеги сделают ставку на попадание частиц темной материи в звезды. Измеряя температуру, можно определить природу частиц.

Идея захватывающая и вдохновляющая. В основном потому, что это требует междисциплинарной работы: Кейруш понимает физику элементарных частиц, но ему нужен кто-то, кто разбирается в астрофизике и астрономии (например, для измерения температуры нейтронных звезд).

«Мы конкурируем с другими международными группами, смотрим, кто будет первым», – поясняет ученый. «Если мы добьемся успеха, вы увидите нас на церемонии вручения Нобелевской премии. “

*

Мурило Бомфим – журналист.

Подпишитесь на информационный бюллетень Serrapilheira, чтобы следить за другими новостями института и блога Ciência Fundamental. У вас есть предложенная повестка дня? Вот как сотрудничать.

Back to top button