Astronomen wissen, dass der größte Teil der Materie in unserem Universum unsichtbar oder "dunkel" ist. Was zum Teufel ist das? Nun haben wir eine gute Vorstellung davon, was es wahrscheinlich nicht ist.
Nach der Analyse einer großen Anzahl von Beobachtungen, die vom NASA-Fermi-Weltraumteleskop aufgezeichnet wurden, stellten die Forscher fest, dass die Art der hypothetischen Partikel der dunklen Materie, die als axionähnliche Partikel bezeichnet werden, entweder nicht der Hauptakteur im Spiel der dunklen Materie ist oder einfach nicht existiert.
Es wird angenommen, dass Axion-ähnliche Partikel unter bestimmten Quantenwechselwirkungen entstehen, aber sie haben eine seltsame Qualität, die gemessen werden kann, wenn sie starke Magnetfelder durchqueren. Obwohl angenommen wird, dass diese Teilchen sehr leicht sind - mit einem "Gewicht" von weniger als einer Millionstel Elektronenmasse -, könnte das Universum mit ihnen gefüllt werden und eine riesige Gravitationsmasse erzeugen. Daher könnten Axionen dort sein, wo der größte Teil der Universummasse verborgen ist.
Axion-artige Partikel oder "Alpen" können sich jedoch auf sehr subtile Weise manifestieren. Unter bestimmten Umständen, in anderen Fällen, können aus "unsichtbaren" ALPs Photonen werden, Teilchen, die für die Lichtübertragung verantwortlich sind. Somit können wir diese dunklen Materieteilchen nicht direkt sehen (da dunkle Materie nicht mit Hilfe elektromagnetischer Kräfte interagiert), aber wir können natürlich Photonen sehen (die Austauschteilchen elektromagnetischer Interaktion sind). Um diese Idee zu testen, analysierten Physiker die Emission von Gammastrahlung aus einer sehr hellen Galaxie namens NGC 1275 in einem Galaxienhaufen in Perseus in einer Entfernung von etwa 240 Millionen Lichtjahren von der Erde. Zwischen uns und dieser Galaxie befinden sich einige mächtige magnetische Medien, durch die Photonen oder dunkle Materieteilchen gelangen müssten. Wenn also eine bestimmte Art von ALP existiert, müssen ihre Transformationen vom Teilchen der dunklen Materie zum Gammaphoton und umgekehrt nachgewiesen werden. Bei 6-jährigen Gammabeobachtungen mit dem Fermi-Teleskop wurden solche Transformationen jedoch bisher nicht gefunden.
"Mit den Alpen könnten wir eine gewisse Menge dunkler Materie erklären", sagte Manuel Meyer, ein Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Physik-Institut der Universität Stockholm. "Besonders interessant ist, dass wir mit unserer Analyse eine Empfindlichkeit erzielen, die in zukünftigen Experimenten auf der Erde zu erwarten ist."
Die Forscher hoffen, mit Fermi mehr Daten sammeln zu können, aber es scheint, dass diese ALP-Typen entweder nicht wie erwartet funktionieren oder gar nicht existieren und sie wahrscheinlich von der Suche nach dunkler Materie streichen
