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Instituto de Física Corpuscular

望遠鏡で見る宇宙を見ると、太陽系を超える重力作用は理解されていないと結論づけざるを得ません。 星は銀河の周りを必要以上に速く動き、銀河は銀河団内で非常に速く動き、銀河間空間に逃げるはずである。銀河の密度が高い地域を通過する光線は、一般相対性理論で予測されるよりも大きく曲がる。

宇宙の歴史をよく理解していないようだ。最初の瞬間以降、原初の重水素は明らかに多く、ヘリウム4は、我々が観測する物質の量から考えると少ない。原子が最初に出現した時期に形成された宇宙マイクロ波背景の温度変動は、我々が現在観測する銀河を生み出すには不十分な物質の過剰密度を示している。 また、原始宇宙で観測された陽子や中性子などのバリオン物質の量を前提とした計算機シミュレーションでは、何百万もの銀河が集まってできたフィラメントや大きな空洞などの大規模構造を再現することはできない。 さらに、構造形成の順序についても、私たちが予測した順序(最初に星、次に銀河、銀河団、超星団、最後にフィラメント)は、宇宙マイクロ波背景放射から再現できないのです。

先ほど述べたように、私たちは何もわかっていません。

もし、バリオン物質とは別の種類の物質、つまりバリオンとも光ともほとんど相互作用しない種類の物質が存在すると仮定しない限りは、私たちは何もわからないのです。 この仮説の物質は暗黒物質と名付けられました…すでに84年前に! 暗黒物質は万能薬のように作用し、本質的にすべてを、あるいはほとんどすべてを解決する…しかし、その存在の唯一の証拠が、私たちが今説明した重力効果であることを受け入れるという犠牲の上に成り立っている。 最も受け入れられている仮説の1つは、それがまだ発見されていない新しい素粒子で構成されているというもので、その中でもWIMP(Weakly Interacting Massive Particles)はコミュニティで強い支持を得ています。 このWIMPを見つけるには、粒子加速器内での衝突でWIMPを生成することが必要です。 また、私たちの身近に存在するWIMPを、通常の物質との非常に稀な相互作用を特定することで検出する、「直接検出」と呼ばれる手法も試みられています。 そのような環境では暗黒物質の密度は粒子が消滅するのに十分であり,我々が実際に検出できる粒子を生成するはずです。

IFICの研究グループは後者の方法を用いて,ANTARESニュートリノ望遠鏡のデータから暗黒物質を探しました。 Physics Letters B誌に掲載された最近の論文で,IFICのANTARES/KM3NeTグループの科学者は,天の川の中心から来る高エネルギーニュートリノの探索を行い…そして彼らは信号を見つけられませんでした。 これにより、彼らは銀河系中心でのWIMP消滅に非常に厳しい制限を課すことができました。 ANTARESは地球の北半球に位置し、銀河の中心がある南半球を最適に観測できるため、その結果は非常に競争力があり、南極にあるはるかに大きなパートナー、アイスキューブのニュートリノ望遠鏡よりもさらに良く、非常に重いWIMPの領域では、ガンマ線検出器が定めた最新の境界よりもさらに良くなっています。

この研究は、太陽における同様の探索とともに、バレンシア州教育・研究・文化・スポーツ評議会のサンティアゴ・グリソリアプログラムの博士研究員であるクリストフ・テニス氏の博士論文の主要テーマであり、IFIC研究者のフアン・ホセ・エルナンデス・レイ氏とフアン・デオス・ソルノサ・ゴメス氏が監督を務めました。