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対消滅

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1: 2017/11/21(火) 13:44:31.73 ID:CAP_USER
宇宙のどこかで、誰かが地球に奇妙な粒子を投げつけている。
11月17日付の科学誌「サイエンス」に発表された新たな観測結果により、犯人探しはさらにややこしくなった。

 2008年、ヨーロッパの宇宙放射観測衛星PAMELAにより、地球の大気中に陽電子が過剰に存在していることが明らかになった。
陽電子は、通常の物質とは逆の性質をもつ反物質の一種だ。
陽電子が通常の電子と衝突すると、ガンマ線などを放出しながら「対消滅」を起こす。このガンマ線を科学者は検出できる。


 地球大気中に陽電子が過剰に存在している原因を突き止める意義は大きい。
もし解明できたなら、近くの宇宙で起きている高エネルギー現象の解明に役立ち、ひいては物理学におけるいくつかの大きな謎の解明につながるかもしれない。

 科学者たちはこれまで、陽電子は近くのパルサー(大質量の恒星が年老いて爆発したあとに残る、高速で自転する天体)から飛んでくるのではないかと考えていた。なかでも有力視されていたのが、地球から1000光年未満のところにある2つのパルサーだ。
しかし、今回の観測を行った研究チームによると、陽電子はこの2つのパルサーから飛んできたものではないようだ。

 彼らによると、例えば暗黒物質どうしの相互作用など、陽電子はパルサーよりもさらに奇怪な現象によって生成した可能性があるという。

「研究を始めた当初はパルサーが発生源だと信じていました」と、論文の著者であるドイツ、マックス・プランク核物理学研究所のルーベン・ロペス・コト氏は言う。
「けれども、この2つのパルサーでは、陽電子過剰を説明できるほどの陽電子を供給できないことがわかったのです」

 彼らの提案は、天文学者や物理学者の間で論争を引き起こした。一部の研究者はパルサーの可能性を捨てていない。
米フェルミ国立加速器研究所のダン・フーパー氏は、研究チームの観測は厳密に行われているが、
データの解釈に問題があると指摘する。

「私はこれまでどおり、地球の大気中にある過剰な陽電子にはパルサーが寄与していて、そのほとんどがパルサーから来ているとさえ言ってよいと思っています」とフーパー氏は言う。

続きはソースで

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/17/112000448/

ダウンロード


引用元: 【天文学/物理学】〈議論白熱〉地球に飛来する反物質の起源に新説

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1: 2015/03/14(土) 15:00:03.00 ID:VbwaZtlP*.net
最近発見された天の川銀河の伴銀河の1つである「レチクル座2」から、ガンマ線が初めて検出された。このガンマ線は、長い間理論的に予測されてきたダークマター粒子の対消滅の証拠ではないかと考えられている。

画像
http://www.astroarts.co.jp/news/2015/03/13reticulum2/attachments/reticulum2.jpg
※矮小銀河「レチクル座2」の方向からのガンマ線放射。明るさはガンマ線の強さを示している(提供:NASA/DOE/Fermi-LAT Collaboration/Geringer-Sameth & Walker/Carnegie Mellon University/Koushiappas/Brown University)

「ダークマターを探すにあたり、矮小銀河からのガンマ線は、強力な証拠の1つと長い間考えられてきました。どうやら私たちは初めてその証拠を検出したようです」(Koushiappasさん)。

ダークマターの正体はいまだわかっていないが、その存在は銀河の回転や宇宙背景放射のゆらぎから明らかになっており、この宇宙に存在する物質の約80%を占めていると考えられている。

「ダークマターを重力的に検出しても、その粒子としてのふるまいについては、ほとんど何もわかりません。私たちは今回、“ダークマターが粒子としてふるまう”ことを示す、重力によらない検出ができたかもしれないのです」(Walkerさん)。

ほとんど相互作用を起こさない粒子「WIMP」は、ダークマター候補の1つだ。WIMPのペアが出会うと対消滅して高エネルギーのガンマ線が放射されるので、銀河の中心のようにWIMPが大量にあると考えられる場所からは多くのガンマ線放射が見られると考えられる。

宇宙にはブラックホールやパルサーなど高エネルギーを放射する天体が他にも多く存在するため、WIMPからのガンマ線と区別するのが難しい。
その点、矮小銀河にはWIMP以外のガンマ線発生源が存在しないと考えられているので区別しやすい。矮小銀河はダークマターの粒子探しにおいて重要な天体ということだ。今後レチクル座2を詳しく調べることで、隠れたガンマ線源の正体が明らかにされるかもしれない。

※注釈:
伴銀河→大きな銀河の周囲を公転する銀河
ダークマター→計算上宇宙にある筈だけど今の所未観測な謎の物質
パルサー→高速で自転して規則正しい電波を発する星

(記事の続きや関連情報はリンク先で)

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引用元:AstroArts http://www.astroarts.co.jp/news/2015/03/13reticulum2/index-j.shtml

引用元: 【宇宙】 天の川銀河の伴銀河から発せられたガンマ線、ダークマター粒子の対消滅の証拠である可能性が [AstroArts]

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1: 2014/11/03(月) 01:00:58.74 ID:???.net
天の川銀河の暗黒物質、遠のく解明
Natalie Wolchover for Quanta Magazine
October 31, 2014

暗黒物質(ダークマター)の決定的な証拠になるかもしれないと科学者たちが望みをかけていた信号は、またしても期待外れだった。
宇宙を満たす目には見えない粒子をめぐり、もどかしい探索が続けられている。

研究者らは今月24日に名古屋市で開かれたフェルミ・シンポジウムで、
「天の川銀河を周回している小規模な“矮小”銀河で暗黒物質が対消滅する際に放出されるガンマ線を探したが、フェルミ広域望遠鏡(LAT)では検出できなかった」と報告した。
昨年、暗黒物質に由来するかもしれないガンマ線がフェルミ望遠鏡のデータを分析する中で現れたが、
さらにデータが蓄積されると、統計上の増加は消えていった。

スタンフォード大学の博士課程修了後の研究者で、フェルミ広域望遠鏡を用いた国際共同研究による新たな解析の中心を担っていたマシュー・ウッド(Matthew Wood)氏は、「もちろん、信号が見つけられなかったことには幾分落胆した」と電子メールで答えた。

研究者たちは、イリノイ州バタビアにあるフェルミ国立加速器研究所の理論天体物理学者ダン・フーパー(Dan Hooper)氏と、当時彼の下にいた大学院生リサ・グッドイナフ(Lisa Goodenough)氏が、説明のつかないガンマ線信号が天の川銀河の中心から出ているのを2009年に発見したのを受けて、矮小銀河に的を絞っていた。
フーパー氏を含む複数の研究者たちは、このガンマ線がWIMP(ウィンプ:物質との電磁気的な相互作用がほとんど無い重い粒子)の形を取った暗黒物質に由来する可能性があるとの考えを示した。
WIMPは、宇宙の質量のうち7分の6を占める目に見えない物質の有力候補だ。
密度の高い銀河の中心で2つのWIMPが衝突すると、対消滅を起こしてガンマ線を放出する。
この興味深いガンマ線信号が対消滅したWIMPの残骸だという可能性は、その後5年でどんどん高まっているように思われた。

しかし専門家の間では、ミリ秒単位で電波を放射する天体、パルサーの未知の集団が銀河の中心にあり、同じ信号がそこからも出ている可能性が知られていた。
明るく高速で回転するパルサーも、ガンマ線を宇宙に放出している。

2つの可能性のうちどちらが正しいのか見極める方法を探して、科学者が注目したのが矮小銀河だ。
暗黒物質が多く存在するが、パルサーはないと考えられている。
矮小銀河からガンマ線があふれ出ていることが分かれば、パルサーに由来する可能性は否定され、WIMPの強力な証拠が得られるはずだった。

しかし、ウッド氏らの研究チームの報告によれば、5年を費やして近傍の矮小銀河15個から得られた最高品質のデータの中に、そのような信号は検出されていないという。
「矮小銀河は、天の川銀河の中心にみられる信号が何なのかはっきり確認できそうな数少ないターゲットの一つだ」とウッド氏は語った。
「この確認が取れなければ、銀河中心のガンマ線超過を暗黒物質と解釈する主張はかなり無理が出てくる」。
(引用ここまで 全文は記事引用元でご覧ください)

▽記事引用元
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20141031002
National Geographic(http://www.nationalgeographic.co.jp/)October 31, 2014

引用元: 【宇宙物理】天の川銀河の暗黒物質、遠のく解明

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1: TEKKAMAKI(愛知県) 2013/12/22(日) 20:34:37.63 ID:79ULiaYw0 BE:1840757393-PLT(12169) ポイント特典

無限エネルギー反物質、1グラム100京ウォン ( 日本円で 9京7962兆円 2013/12/22レート換算)

f1999845.jpg

反物質は陽子(反陽子)がマイナスの電荷、電子(陽電子)がプラスの電荷を帯びる。
そのため両者が出会うと互いを完全に消滅させ、途方もないエネルギーが発生する。
人間が食物を摂取・排泄して得たエネルギーの量は食物の質量の10億分の1にすぎない。
質量の10億分の1だけエネルギーになるという話だ。核反応をすれば、その割合は100分の1に増える。
反物質を利用すれば、質量の100%がエネルギーに転換可能だ。
地球上でも反物質を作ることはできる。
http://japanese.donga.com/srv/service.php3?biid=2013113073238

<参考>
対消滅とは、物質と反物質が衝突して消滅する現象である。

質量とエネルギーは等価であり、E=mc^2 の等式で表される事が分かっている。
(E:エネルギー m:質量 c:光速度)

この世に存在する、熱や光を放出する化学反応等は全てこの質量とエネルギーの等価性を利用したものだと言い換える事が出来る。
ただしその変換効率は極めて悪く、ものを燃やしたり薬品を反応させたりする化学反応の世界では、質量のうち7千万分の1から1億分の1程度がエネルギーに変わるだけである。その程度の変換効率でさえ、ガソリンや灯油等、広く実用されているものが多々ある。

変換効率が比較的良い反応で言えば、現在技術が確立してきている中では最も効率の良い反応であるとされている核融合でさえ、質量のうち1000分の1程度をエネルギーに変えているだけという変換効率である。
対して、対消滅と言う反応を起こすと質量が100%漏れなくエネルギーに変わる。
(実際はエネルギーと一緒に生成される別の物質がエネルギーをいくらか持って行ってしまうので、E=mc^2 の式で示されるよりは僅かに少なくなる。)
http://dic.nicovideo.jp/a/%E5%AF%BE%E6%B6%E6%BB%85



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