Impressie van een axion (‘a’) dat vervalt in een foton, dat door Fermi wordty gedetecteerd. Credit: Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.101003
Zwaartekrachtgolven vanbotsende zwarte gaten zijn al tientallen malen waargenomen. Maar minstens één keer is ook een botsing waargenomen van twee neutronensterren en wel op 17 augustus 2017, toen met het Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) in de VS en de Virgo detector in Italië zwaartekrachtgolven werden gedetecteerd van GW170817. Hét verschil tussen botsende zwarte gaten en botsende neutronensterren: de eerste levert ‘schone’ botsingen op met alleen maar zwaartekrachtgolven, de tweede zijn meer ‘verontreinigd’, d.w.z. dat er naast zwaartekrachtgolven ook allerlei vormen van elektromagnetische straling bij vrijkomen.
Bij de botsing en samensmelting van de neutronensterren wordt een nieuw en nog zwaarder object genoemd, en dat kan gedurende een seconde zéér heet worden (voordat een nog zwaardere neutronenster of zwart gat gevormd is), heter dan de twee neutronensterren waren. De natuurkundige Bhupal Dev (Arts & Sciences) en zijn collega’s denken dat er gedurende die seconde exotische deeltjes kunnen onstaan, die voorbeelden zijn van ‘Nieuwe Natuurkunde’, dat is natuurkunde die verder gaat dan het Standaardmodel (SM), het model dat de elementaire deeltjes en de krachten daartussen beschrijft.
Washington University in St. Louis: Finding New Physics in Debris From Colliding Neutron Stars https://t.co/CjHI2kPe1R
— AAS Press Office (@AAS_Press) March 7, 2024
Dev en zijn team denken dat er in die korte, maar extreme periode axion-achtige deeltjes kunnen ontstaan, die verder in de ruimte kunnen vervallen in gewone, detecteerbare deeltjes, zoals hoogenergetische fotonen. Axionen (ook wel ALP’s – axion like particles – genoemd) zijn een kandidaat-donkere materiedeeltje, een zeer lichte variant ervan. Berekeningen van de natuurkundigen laten zien dat in de straling van botsende neutronensterren, zoals van GW170817, met telescopen zoals Fermi-LAT en met detectoren zoals ADMX aanwijzingen te zien moeten zijn van fotonen, die geproduceerd zijn door axionen. Ook de toekomstige ‘Advanced Particle-astrophysics Telescope‘ (APT) zou dat moeten kunnen zien.
Meer hierover kan je lezen in het vakartikel van P. S. Bhupal Dev et al, First Constraints on the Photon Coupling of Axionlike Particles from Multimessenger Studies of the Neutron Star Merger GW170817, Physical Review Letters (2024).
Bron: Phys.org.
Speak Your Mind