Κυριακή, 8 Μαρτίου 2015

Σκοτεινή ύλη, σωματίδιο Higgs και υπερσυμμετρία. The Higgs particle can disintegrate into particles of dark matter, according to new model

Ένα σωματίδιο Higgs δημιουργήθηκε σε ανιχνευτή του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), το οποίο στη συνέχει διασπάστηκε σε 4 μιόνια (οι 4 κόκκινες γραμμές). Σύμφωνα με το μοντέλο του Christoffer Petersson το σωματίδιο Higgs μπορεί να διασπαστεί επίσης σε φωτόνιο και σωματίδια σκοτεινής ύλης. A Higgs particle has been created in an LHC detector and has then disintegrated into four muons (the four red lines). According to Christoffer Petersson’s model the Higgs particle can also disintegrate into a photon and particles of dark matter. Picture: CERN

Το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων περιγράφει με επιτυχία τα ελάχιστα συστατικά της ύλης. Όμως το πρότυπο έχει τα όριά του, για παράδειγμα, δεν δίνει καμία εξήγηση για τα σωματίδια που αποτελούν την σκοτεινή ύλη του σύμπαντος.

The ‘Standard Model’ of particle physics successfully describes the smallest constituents of matter. But the model has its limitations – it does not explain the dark matter of the universe. Christoffer Petersson, a research scientist at Chalmers University of Technology, has found a solution. His theories are now being tested at the particle physics laboratory CERN. Christoffer Petersson. Photo by Anna Wallin.

Ο Christoffer Petersson, ένας ερευνητής του Πανεπιστημίου Chalmers, σε συνεργασία με τους Alberto Romagnoni και Riccardo Torre, είχαν προτείνει, το 2012, την δική τους λύση στο πρόβλημα με την εργασία: «Higgs decay with monophoton + ɆT signature from low scale supersymmetry breaking».

Η θεωρία τους θα δοκιμαστεί στα νέα πειράματα που ξεκινούν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), στο CERN.

Illustration of the Large Hadron Collider (LHC) at the CERN laboratory. Picture: CERN

Το μοντέλο του Petersson και των συνεργατών του έχει ως βάση την θεωρία της Υπερσυμμετρίας. Αυτή η θεωρία περιέχει περισσότερα στοιχειώδη σωματίδια από το Καθιερωμένο Πρότυπο και θα μπορούσε να εξηγήσει την σκοτεινή ύλη. Επιπλέον, προσδίδει στο σωματίδιο Higgs διαφορετικές ιδιότητες από αυτές που προβλέπει το Καθιερωμένο μοντέλο. Έτσι, σύμφωνα με τους Petersson et al το σωματίδιο Higgs μπορεί να διασπαστεί σε ένα φωτόνιο και ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης – άγνωστο μέχρι σήμερα. Και τα δεδομένα που θα προκύψουν από τα νέα πειράματα στον LHC, μεταξύ άλλων, θα μπορούσαν να επιβεβαιώσουν ή να απορρίψουν αυτήν τη υπόθεση.

Υπάρχουν πολλά μοντέλα, εκτός από αυτό του Petersson, τα οποία ή θα επαληθευθούν στα νέα πειράματα του αναβαθμισμένου επιταχυντή στο CERN ή θα περάσουν άδοξα στην λήθη της ιστορίας. Το σίγουρο είναι πως η ανίχνευση του σωματιδίου Higgs το 2012 θα φαίνεται εντελώς ασήμαντη μπροστά στην ανακάλυψη ενός σωματιδίου σκοτεινής ύλης ή ενός υπερσυμμετρικού σωματιδίου.

Διαβάστε περισσότερα: 

Γαλλία: Ανακαλύφθηκε τάφος Κέλτη πρίγκηπα με σπάνια ελληνικά ευρήματα. Exceptional Celtic prince tomb found in France

Archaeologists in France recently unearthed the fifth century B.C. grave of a Celtic prince and his chariot. The biggest find at the site was a huge wine cauldron. Standing on the handles of the cauldron, is the Greek god Acheloos. The river deity is shown with horns, a beard, the ears of a bull and a triple mustache. © Denis Gliksman Inrap.

Ένας «εξαιρετικός» τάφος του 5ου π.Χ. αιώνα, ο οποίος πιθανώς να ανήκε σε κέλτη πρίγκιπα βρέθηκε στα περίχωρα του Λαβό, στην επαρχία Καμπανία της Γαλλίας.

An Iron Age Celtic prince lay buried with his chariot at the center of this huge mound in the Champagne region of France, according to the country's National Archaeological Research Institute (Inrap).

Στην καρδιά του ταφικού μνημείου βρισκόταν ο ταφικός θάλαμος, μεγέθους 14 τετραγωνικών μέτρων. Μέσα στον θάλαμο εντοπίστηκαν τα οστά του νεκρού, καθώς και το άρμα του.

The black-figure oinochoe. The late 6th century and early 5th century BC are marked by the development of the economic activity of Etruscan and Greek city-states of the West, especially Marseille. At that time Mediterranean traders came into contact with the continental Celtic communities, seeking slaves, metals and other precious goods (including amber). © Denis Gliksman Inrap.

Μία από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις είναι μία μπρoύτζινη, περίτεχνα στολισμένη χύτρα για την αποθήκευση κρασιού.

At the center of a 40m diameter tumulus, the deceased and his chariot lie at the heart of a 14 sq m burial chamber, one of the largest burial chambers which have been discovered by archaeologists for this period (early Iron Age, Hallstatt). The tomb contains grave goods worthy of the highest Hallstatt elites. The most outstanding of the finds, which are most likely of Greek or Etruscan manufacture, is a bronze wine cauldron with four circular handles decorated with heads of Greek river god Acheloos, represented horned, bearded, with bull’s ears and a triple moustache. The edge of the cauldron is decorated with eight lion heads. Inside the cauldron (measuring 1m in diameter) an Attic black-figure oinochoe was found, featuring Dionysus in a banquet scene. The cauldron would have represented a conspicuous display of its owners wealth and power when used during banquets or similar festivities. Uncovering the cauldron © Denis Gliksman Inrap.

Σύμφωνα με τους αρχαιολόγους, έχει φιλοτεχνηθεί από Ετρούσκους τεχνίτες και διακοσμείται στα χερούλια από κεφαλές που απεικονίζουν τον αρχαίο θεό Αχελώο, τη θεότητα του ποταμού, με κέρατα, μούσι, αυτιά  ταύρου και τριπλό μουστάκι. 

Eight lioness heads decorate the edge of the cauldron. © Denis Gliksman Inrap.

Στη χύτρα διακρίνεται επίσης ο Διόνυσος κάτω από μία κληματαριά να κοιτά μια γυναικεία μορφή.

Inside the cauldron, the archaeologists found a ceramic wine vessel, called oniochoe © Denis Gliksman Inrap.

Ο τάφος θεωρείται ότι αποκαλύπτει πλήθος στοιχείων για το εμπόριο στην Πρώιμη Εποχή του Σιδήρου.

A team from the National Archaeological Research Institute, Inrap has been excavating the site since October last year. Pictured is part of the cauldron found.

Είναι πολύ σημαντικές οι ανακαλύψεις γιατί επιβεβαιώνουν τις εμπορικές συναλλαγές των Κελτών με τους λαούς της Μεσογείου, επισημαίνουν οι αρχαιολόγοι που κάνουν ανασκαφές στον χώρο από τον περασμένο  Οκτώβριο.

Πρώτη, ιστορική επίσκεψη σε πλανήτη νάνο. Scientists in Orbit Over Dawn’s Arrival at Ceres

Η αποστολή Dawn έφθασε, σύμφωνα με τη NASA, στην ανεξερεύνητη Δήμητρα. Dawn made it! After a 14-month tour of the asteroid Vesta and 2 1/2 years en route to Ceres, the spacecraft felt the gentle tug of Ceres gravity and slipped into orbit around the dwarf planet at 6:39 a.m. (CST) Friday morning.

Η NASA πανηγυρίζει την Παρασκευή μια ιστορική επιτυχία, την άφιξη της αποστολής Dawn στον ανεξερεύνητο πλανήτη νάνο Δήμητρα -είναι το μεγαλύτερο σώμα της Ζώνης των Αστεροειδών που εκτείνεται ανάμεσα στις τροχιές του Άρη και του Δία.

Πρώτη επίσκεψη, όχι όμως και τελευταία

The slim crescent of Ceres smiles back as the dwarf planet awaits the arrival of a robotic emissary from Earth. This image was taken by NASA’s Dawn spacecraft on March 1, 2015, just a few days before the mission achieved orbit around the dwarf planet. Because of its angle of approach (see video above) Dawn saw Ceres from its backside. From its perspective, Ceres was mostly in darkness. Credit: NASA/JPL

Είναι η πρώτη επίσκεψη σε πλανήτη νάνο, όχι όμως και η τελευταία: τον Ιούλιο, το σκάφος New Horizons της NASA θα φτάσει στον μακρινό Πλούτωνα, ο οποίος εξέπεσε από τη λίστα των κανονικών πλανητών το 2006.

Έπειτα από ταξίδι 7,5 ετών, το Dawn τέθηκε σε τροχιά γύρω από τη Δήμητρα στις 14.39 ώρα Ελλάδας. Το σήμα που επιβεβαίωνε την άφιξη ελήφθη από τη NASA περίπου μία ώρα αργότερα. 

Το διαστημικό σκάφος Αυγή εκτοξεύτηκε στις 27 Σεπτεμβρίου 2007, με στόχο την κύρια ζώνη των αστεροειδών, που βρίσκονται μεταξύ του Άρη και του Δία. Στις 26 Ιουνίου 2011 η Αυγή προσέγγισε τον αστεροειδή Εστία (Vesta) και παρέμεινε σε τροχιά γύρω του μέχρι το 2012 στέλνοντας στη Γη 30.000 φωτογραφίες του.

Η σπειροειδής προσέγγιση της Δήμητρας από διαστημικό σκάφος Αυγή. Η διακεκομμένη κόκκινη γραμμή παριστάνει τα τμήματα της τροχιάς που το σύστημα προώθησης ιόντων της Αυγής δεν θα λειτουργεί. Dawn’s spiral descent from survey orbit to the high altitude mapping orbit. The trajectory progresses from blue to red over the course of the six weeks. The red dashed segments are where the spacecraft is not thrusting with its ion propulsion system. Credit: NASA/JPL

Η Αυγή χρησιμοποιώντας το σύστημα προώθησης ιόντων που διαθέτει άρχισε την προσέγγιση του πλανήτη-νάνου Δήμητρα (Ceres) στις 6 Μαρτίου 2015.

As Dawn maneuvers into orbit, its trajectory takes it to the opposite side of Ceres from the sun, providing these crescent views. These additional pictures were taken on March 1 at a distance of 30,000 miles (49,000 km). Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Η Δήμητρα που ανακαλύφθηκε το 1801, αρχικά είχε θεωρηθεί πλανήτης, στη συνέχεια αστεροειδής, για να χαρακτηριστεί τελικά πλανήτης-νάνος. Πρόκειται για το μεγαλύτερο ουράνιο σώμα στη ζώνη των αστεροειδών μεταξύ Άρη και Δία. Το ταξίδι της Αυγής προς τη Δήμητρα είχε διάρκεια περίπου επτάμισι χρόνια και το σκάφος διήνυσε μια απόσταση 4,9 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων.

Οι πλανητολόγοι πιστεύουν ότι η Δήμητρα έχει βραχώδη πυρήνα που περιβάλλεται από ένα παχύ στρώμα πάγου, ή ακόμα και από έναν υπόγειο ωκεανό. Στην επιφάνεια, ο πάγος καλύπτεται από ένα στρώμα σκόνης και βράχων.

Στο βίντεο βλέπουμε τους ελιγμούς της Αυγής καθώς μπαίνει σε τροχιά γύρω από τη Δήμητρα. Dawn’s approach and trajectory as it begins its orbital “dance” with Ceres. As you watch, note the timeline at upper right.

Η Αυγή θα γίνει, όχι μόνο το πρώτο διαστημικό σκάφος που μπήκε σε τροχιά γύρω από έναν πλανήτη-νάνο, αλλά και το πρώτο που μπήκε σε τροχιά γύρω από δυο διαφορετικά σώματα του πλανητικού μας συστήματος.

Τον Απρίλιο η Αυγή θα πλησιάσει την Δήμητρα σε απόσταση 2730 μιλίων. Από το σημείο αυτό θα αρχίσει η λεπτομερής εξερεύνηση του πλανήτη-νάνου, μέχρι να φτάσει στην ελάχιστη απόσταση των 235 μιλίων.

Και ύστερα θα έρθει ο Πλούτωνας

Ο Πλούτωνας είναι τόσο μακριά, ώστε οι μακρές ημέρες του φωτίζονται μόνο με λυκόφως, όπως δείχνει αυτή η καλλιτεχνική αναπαράσταση με υπολογιστή. Ακόμα και τώρα, που βρίσκεται σχετικά πιο κοντά, ο Ήλιος φαίνεται 1.000 φορές πιο αμυδρός από όσο στη Γη. Στην ίδια αναπαράσταση, διακρίνεται η «σαν παγωμένη ομίχλη» ατμόσφαιρά του, όγκοι παγωμένου μεθανίου στην επιφάνειά του, καθώς και ο Χάροντας. Artist’s impression of how the surface of Pluto might look, according to one of the two models that a team of astronomers has developed to account for the observed properties of Pluto’s atmosphere, as studied with CRIRES. The image shows patches of pure methane on the surface. At the distance of Pluto, the Sun appears about 1000 times fainter than on Earth. Credit: ESO/L. Calçada

Έπειτα από τη μελέτη της Εστίας και της Δήμητρας, η NASA μετρά αντίστροφα για την άφιξη του New Horizons στον Πλούτωνα, ο οποίος θεωρείται πλέον πλανήτης νάνος.

Εκτός από τη Δήμητρα και τον Πλούτωνα, η λίστα περιλαμβάνει ακόμα τρία σώματα, όλα τους πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα: Έριδα, Χαουμέα και Μακεμάκε.

Η Δήμητρα (Ceres) παίρνει το όνομα της αρχαιοελληνικής θεάς της Γεωργίας. Οι κρατήρες που θα χαρτογραφήσει το Dawn θα λάβουν ονομασίες εμπνευσμένες από άλλες θεότητες που σχετίζονται με τη γεωργία και τη γη.