Spune-ți opinia!


Observatorul spațial Planck / ESA (operațional între 2009 și 2013)

Folosind date furnizate de Observatorul spațial Planck al ESA referitoare la radiația cosmică de fond, o echipă internațională de cercetători a observat indicii ale unei noi fizici. Cercetătorii au creat o nouă metodă de măsurare a unghiului de polarizare a acestei radiații primordiale prin compararea acesteia cu emisiile de lumină ale prafului din galaxia noastră, Calea Lactee. Deși semnalul nu este detectat cu suficientă precizie pentru a trage concluzii certe, acesta indică faptul că materia întunecată sau energia întunecată provoacă o încălcare a așa-numitei „simetrii de paritate” (cu o probabilitate de 99,2%, spun fizicienii).

Radiaţia cosmică de fond este cea mai veche radiaţie din univers, cea care ne dă informaţii despre univers aşa cum era la circa 380.000 de ani după Big Bang, atunci când radiaţia şi materia s-au separat.

Studiul acestei radiaţii este extrem de important întrucât nu doar ne ajută să înţelegem cum a evoluat universul şi cum arăta acesta în trecutul îndepărtat, dar şi cu ce este „umplut”. Această radiaţie, propagându-se prin univers, poate interacţiona cu materia pe care o întâlneşte pe parcursul călătoriei şi această interacţiune își poate lăsa „amprenta” asupra radiaţiei. Măsurând deci caracteristicile acestei radiaţii putem înţelege, de exemplu, proprietăţi ale materiei în univers, nu doar materia vizibilă, ci şi materia întunecată, dacă aceasta interacţionează cu radiaţia de fond.

Măsurarea radiaţiei de fond este efectuată cu ajutorul instrumentelor aflate la bordul sateliţilor în spaţiu, precum satelitul Planck al Agenţiei Spaţiale Europene, ESA. La bordul acestui satelit există detectoare capabile nu doar să măsoare această radiaţie, ci şi proprietăţi deosebite ale acesteia, precum polarizarea sa, adică să verifice dacă există o direcţie privilegiată de oscilație a undei electromagnetice.

 

 

Radiația (undele electromagnetice) au un câmp electric (roșu) și unul magnetic (albastru).
Modul de oscilare a câmpului electric (perpendicular în acest caz) dă tipul de polarizare.

 

Polarizarea are loc atunci când radiaţia electromagnetică este împrăştiată de un mediu. Radiaţia de fond a luat naştere cu o anumită polarizare, întrucât a fost împrăştiată de electroni. Polarizarea acestei radiaţii însă poate să se schimbe dacă radiaţia călătorind prin univers interacţionează, de exemplu, cu materia întunecată, suferind o rotaţie cu un anumit unghi. Măsurarea acestui unghi însă este extrem de dificilă întrucât este nevoie ca detectoarele amplasate pe satelit să fie calibrate – adică să fie în stare să măsoare un unghi relativ la un sistem de referinţă legat de cosmos. Practic, cercetătorii folosesc măsurători ale proprietăţilor radiaţiei emise de praful din galaxia noastră, care nu este afectată de materia întunecată sau energia întunecată întrucât distanţa parcursă până la satelitul Planck este mult prea mică.

Cercetătorii au reuşit să măsoare unghiul de rotaţie a polarizării radiaţiei de fond, publicând rezultatele într-un articol apreciat ca unul dintre cele mai importante publicate în Physical Review Letters în noiembrie 2020.

Măsurătoarea a generat mult interes întrucât a generat o surpriză: au fost obţinute indicaţii cum că ar exista o violare a simetriei P – aşa-numita parity-symmetry, care e ca şi cum s-ar măsura un proces văzut însă în oglindă. În fizica pe care o cunoaştem, doar interacţiunea nucleară slabă violează această simetrie, în timp ce interacţiunea electromagnetică şi cea nucleară tare nu. Ce ar putea genera această violare a simetriei P în cazul măsurătorii polarizării fotonilor radiaţiei de fond? Chiar dacă rezultatul deocamdată nu este cel definitiv, întrucât semnificaţia statistică este insuficientă, cercetătorii încearcă să imagineze o sursă a acestui fenomen. S-ar putea ca acest fenomen să fie datorat interacţiunii fotonilor radiaţiei de fond cu materia întunecată sau, caz şi mai interesant, cu energia întunecată. Nu ştim din ce sunt compuse aceste două entităţi, însă din câte ştim la ora actuală ele ar fi predominante în univers – în cantităţi mult mai mari decât materia normală, cea pe care o cunoaştem.

Importanţa acestui studiu ține în special de metoda pusă la punct pentru calibrarea detectoarelor în vederea realizării unei măsurători de precizie; în viitor metoda va fi aplicată noilor date de măsurare a polarizării radiaţiei de fond şi atunci vom şti dacă într-adevăr simetria parităţii (P) este sau nu violată şi cât de mult, ceea ce e posibl să ne ajute să sondăm universul „întunecat”.

Articol dedicat lui Eric Peride – La mulţi ani!


 

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Loghează-te ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Donează prin PayPal ()


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro