Tο τηλεσκόπιο Fermi ανίχνευσε το μποζόνιο Higgs πριν από τον LHC;

Προς το τέλος του 2009 δημοσιεύθηκε η εργασία των C.B. Jackson, Geraldine Servant, Gabe Shaughnessy, Tim M.P. Tait, Marco Taoso με τον εντυπωσιακό τίτλο «Higgs in Space!» .
Στην εργασία αυτή εξετάζεται η δυνατότητα παραγωγής μποζονίων Higgs διαμέσου της εξαΰλωσης σωματιδίων σκοτεινής ύλης και η «εμφάνισή» του ως μια γραμμή, στα παρατηρούμενα φάσματα τηλεσκοπίων ακτίνων γ – όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi -, σε μια ενέργεια που προσδιορίζεται από τις μάζες των WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) και το ίδιο το σωματίδιο Ηiggs.
Oι πέντε συγγραφείς συζητούσαν το ενδεχόμενο ανίχνευσης του Higgs από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γ, Fermi – τρία σχεδόν χρόνια πριν την πρόσφατη ανακοίνωση ανακάλυψης του Higgs στα 126 GeV από τους ερευνητές του LHC. Αν τα σωματίδια σκοτεινής ύλης WIMP συνδέονται με το σπάσιμο της ηλεκτρασθενούς συμμετρίας τότε η εξαϋλωσή τους θα παρήγαγε ένα νέο Ζ´ μποζόνιο, που θα μπορούσε να διασπαστεί είτε σε δύο φωτόνια είτε σε ένα φωτόνιο και ένα μποζόνιο Higgs. Αυτά τα «δακτυλικά αποτυπώματα» θα μπορούσαν να παρατηρηθούν σε ένα φάσμα ακτίνων γ, σαν αυτά που συλλέγει το τηλεσκόπιο Fermi. Ένα τέτοιο σενάριο πριν από τρία χρόνια – παρότι δεν αποκλειόταν – θεωρείτο αδιανόητο.

Καλλιτεχνική άποψη του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων γ, Fermi

Όμως στις αρχές Απριλίου 2012 δημοσιεύθηκε από τον Christoph Weniger η εργασία με τίτλο «A Tentative Gamma-Ray Line from Dark Matter Annihilation at the Fermi Large Area Telescope», όπου περιγράφει την έμμεση ανίχνευση σκοτεινής ύλης από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γ Fermi.
Η ανάλυση του Christoph Weniger βασίστηκε στα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων γ Fermi, που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των τελευταίων 4 ετών και προέρχονται από το κέντρο του γαλαξία μας.
Ο Weniger αναφέρεται σε σωματίδια σκοτεινής ύλης με μάζα 130 ± 2 GeV που εξαϋλώνονται προς 2 φωτόνια (ή με μάζα περίπου 145 GeV που μετατρέπονται ένα φωτόνιο ή ένα Z μποζόνιο, ή ~ 155 GeV, προς φωτόνιο + σωματίδιο Higgs) (διαβάστε σχετικά ΕΔΩ: Ανιχνεύθηκε σκοτεινή ύλη στο κέντρο του Γαλαξία;)
Σε μια δεύτερη εργασία, έναν μήνα μετά – περιέχεται μια ανεξάρτητη ανάλυση, των ίδιων δεδομένων του τηλεσκοπίου Fermi που ανέλυσε ο Weniger - από τους Elmo Tempel, Andi Hektor και Martti Raidal, που επιβεβαίωνε τον ισχυρισμό του Weniger περί έμμεσης ανίχνευσης σκοτεινής ύλης. Επιπλέον το σήμα που βρήκαν οι τρεις ερευνητές από την Εσθονία ήταν ισχυρότερο του σήματος που ανέδειξε η ανάλυση του Weniger. (διαβάστε σχετικά ΕΔΩ: Eπιβεβαίωση ανίχνευσης σκοτεινής ύλης )

Θυμήθηκα όλα τα παραπάνω βλέποντας την πιο πρόσφατη εργασία των Meng Su και Douglas P. Finkbeiner με τίτλο «Strong Evidence for Gamma-ray Line Emission from the Inner Galaxy».
Στην εργασία αυτή - όπου αναλύονται πάλι τα δεδομένα του τηλεσκοπίου Fermi - στα συμπεράσματα αναφέρονται τα εξής:

These line energies suggest a WIMP annihilating to γγ and γZ. Fitting the two lines jointly, wefind a WIMP mass of 127.3 ± 2.7 GeV with χ² = 1.67 for 3 degrees of freedom. The line pair is also compatible with a 141 GeV WIMP annihilating through γZ and γh for m_h ∼ 125 GeV, as in the “Higgs in Space” scenario (Jackson et al. 2010). We note that the uncertainty of overall absolution energy scale of LAT is [-10,+5]% (Fermi-LAT Collaboration 2012).

Mε λίγα λόγια η περίπτωση το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi να έχει ανιχνεύσει πριν από τον LHC το μποζόνιο Higgs, δεν είναι απίθανη!  Δεν ξεχνάμε άλλωστε ότι η τελευταία ανάλυση των δεδομένων του επιταχυντή Tevatron στο Fermilab - που δημοσιεύθηκε λίγο πριν την ανακοίνωση της ανακάλυψης του Higgs – προσδιόριζε τη μάζα του σωματιδίου Χιγκς στο διάστημα 115 έως 135 GeV. 

(update)
Σχετικά με την αναζήτηση των μονοχρωματικών ακτίνων γ στα δεδομένα των τελευταίων 4 χρόνων του τηλεσκοπίου Fermi: .... σύμφωνα με πρόσφατη παρουσίαση της ομάδας του Fermi LAT (Large Area Telescope) με τίτλο "Indirect Detection of Dark Matter with Gamma Rays" δεν προκύπτει (προς το παρόν) κάτι καινούργιο ...