Ο Ενρίκο Φέρμι και το βραβείο Νομπέλ

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 ...

Eπιβεβαίωση ανίχνευσης σκοτεινής ύλης

Πριν από είκοσι μέρες περίπου ο Christoph Weniger από το ινστιτούτο φυσικής Max-Planck, σε δημοσίευσή του στον ιστότοπο arxiv.org  περιγράφει την έμμεση ανίχνευση σκοτεινής ύλης στο κέντρο του γαλαξία μας.

Διαβάστε σχετιά: Ανιχνεύθηκε σκοτεινή ύλη στο κέντρο του Γαλαξία;

Η ανάλυση που πραγματοποίησε στα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων γ Fermi, έδειξε την ύπαρξη σωματιδίων σκοτεινής ύλης που εξαϋλώνονται προς 2 φωτόνια με ενέργεια περίπου 130 GeV (και τα οποία αποτελούν την έμμεση ανίχνευση σκοτεινής ύλης).
Τώρα έρχεται και μια δεύτερη ανεξάρτητη ανάλυση των δεδομένων από τους Elmo Tempel, Andi Hektor και Martti Raidal που επιβεβαιώνει τον ισχυρισμό του Weniger περί έμμεσης ανίχνευσης σκοτεινής ύλης. Επιπλέον το σήμα που βρήκαν οι τρεις ερευνητές από την Εσθονία είναι ισχυρότερο του σήματος που ανέδειξε η προηγούμενη ανάλυση του Weniger

Αριστερά: μια «φωτογραφία» του γαλαξία μας από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi, στην οποία αποτυπώνονται ακτίνες γάμμα με ενέργειες 120 έως 140 GeV (τα μπλε σημεία). Φαίνονται επίσης και οι φυσαλίδες Fermi. Δεξιά: ένταση φωτονίων με ενέργειες 120 έως 140 GeV στον γαλαξία. Οι λευκοί κύκλοι δείχνουν τις περιοχές του σήματος με την καλύτερη στατιστική. Η πράσινη τελεία δείχνει το κέντρο του γαλαξία. (κλικ πάνω στην εικόνα για μεγέθυνση)

Η προσέγγιση των Εσθονών ερευνητών είναι διαφορετική του Weniger. Ο Weniger έψαξε για ισχυρά σήματα στα σημεία με την ισχυρότερη ακτινοβολία γάμμα, στις φυσαλίδες Fermi, ενώ οι Εσθονοί ερευνητές σημειώνουν ότι το ξεκάθαρο σήμα μονοχρωματικών ακτίνων γ που αναδεικνύει η ανάλυσή τους στα 130 GeV, δεν συσχετίζεται με τις φυσαλίδες.
Οι προσομοιώσεις τους καταλήγουν σε ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης μάζας 145 GeV που θα μπορούσε να αναζητηθεί στα πειράματα του Mεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN.

Για περισσότερες λεπτομέρειες: http://arxiv.org/pdf/1205.1045v1.pdf

Ανιχνεύθηκε σκοτεινή ύλη στο κέντρο του Γαλαξία;

Σε μια πρόσφατη έρευνα αστρονόμων του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO) στη Χιλή, - που θα δημοσιευθεί στο επιστημονικό περιοδικό «The Astrophysical Journal» -, επιχειρήθηκε η έμμεση ανίχνευση της σκοτεινής ύλης που βρίσκεται στη γειτονιά του Ήλιου.
Χαρτογραφώντας τις κινήσεις 400 άστρων σε απόσταση μέχρι 13.000 έτη φωτός από τη Γη κατόρθωσαν να υπολογίσουν την μάζα που περιέχεται στη γειτονιά του Ήλιου, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι τελικά εκεί δεν περιέχεται καθόλου σκοτεινή ύλη όπως αναμενόταν (διαβάστε σχετικά ΕΔΩ) 

Μπορεί το αποτέλεσμα της παραπάνω έρευνας να είχε αρνητικά αποτελέσματα, όμως μια άλλη μελέτη που έγινε από τον Christoph Weniger από το ινστιτούτο φυσικής Max-Planck, μιλάει για την έμμεση ανίχνευση σκοτεινής ύλης σε κοσμικές ακτίνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γ Fermi.

Η έρευνα σωματιδίων σκοτεινής ύλης – χωρίς να γνωρίζουμε ακριβώς τις ιδιότητές της - σε κοσμικές ακτίνες είναι ένα σισύφειο έργο.

Μέχρι σήμερα δεν υπήρξε κάποια ξεκάθαρη ανακοίνωση που σε στέρεη βάση να αποδεικνύει την ανακάλυψη σωματιδίων σκοτεινής ύλης. Επιπλέον υπάρχει η αίσθηση ότι η ανακάλυψη σκοτεινής ύλης σε πειράματα κοσμικών ακτίνων είναι αδύνατη.
H εξαίρεση στον κανόνα αυτό αποτελεί το γεγονός ότι σύμφωνα με θεωρητικά μοντέλα η σκοτεινή ύλη μπορεί να παράγει μια μονοχρωματική γραμμή φωτονίων. Γνωρίζουμε ότι τα περισσότερα κοσμικά φαινόμενα παράγουν ένα συνεχές φάσμα φωτονίων. Από την άλλη πλευρά, μια γραμμή ακτίνων γάμα μπορεί εύκολα να παραχθεί από την εξαΰλωση σωματιδίων σκοτεινής ύλης (Weakly Interacting Massive Particles – WIMPs) στο γαλαξιακό κέντρο.
Εάν δύο σωματίδια της σκοτεινής ύλης συγκρουστούν και εξαϋλωθούν σε δυο φωτόνια (ή σε 1 φωτόνιο συν 1 άλλο ουδέτερο σωματίδιο) η διατήρηση της ορμής συνεπάγεται ότι η ενέργεια των εξερχόμενων φωτονίων πρέπει να είναι ίση με τη μάζα σκοτεινής ύλης.
Συνεπώς, μια παρατήρηση μονοχρωματικών φωτονίων από το κέντρο του γαλαξία θα μπορούσε να θεωρηθεί ως ένα σημάδι σκοτεινής ύλης, που επιπλέον θα μπορούσε να μας δώσει μια εκτίμηση της μάζας του σωματιδίου σκοτεινής ύλης.
Εντάξει η σκοτεινή ύλη είναι ... ...σκοτεινή, και δεν μετατρέπεται άμεσα σε φωτόνια, αλλά μάλλον απαιτείται μια πιο περίπλοκη διαδικασία. Υπάρχουν κάποια θεωρητικά μοντέλα στα οποία η εξαΰλωση των σωματιδίων σκοτεινής ύλης μπορεί να παράξει μονοχρωματικά φωτόνια που μπορούν να παρατηρηθούν.

Η ανάλυση του Christoph Weniger στα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων γ Fermi, που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των τελευταίων 4 ετών, δείχνει την ύπαρξη πενήντα μονοχρωματικών φωτονίων με ενέργεια περίπου 130 GeV.
Αυτό θα αντιστοιχούσε σε σωματίδια σκοτεινής ύλης με μάζα 130 ± 2 GeV που εξαϋλώνονται προς 2 φωτόνια (ή με μάζα περίπου 145 GeV που μετατρέπνται ένα φωτόνιο ή ένα Z μποζόνιο, ή ~ 155 GeV, προς φωτόνιο + σωματίδιο Higgs). Η καλύτερη προσαρμογή των πειραματικών δεδομένων δίνει για την ενεργό διατομή της παραπάνω διαδικασίας μια τυπική τιμή ενεργού διατομής ασθενούς αλληλεπίδρασης .

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η ανάλυση δεν έγινε από την ομάδα του διαστημικού τηλεσκοπίου Fermi, αλλά από έναν ανεξάρτητο ερευνητή.
Στην πραγματικότητα, στην επίσημη μελέτη της ομάδας Fermi δεν βρέθηκε η γραμμή των ακτίνων γ - αλλά όταν έγινε η ανάλυση διέθεταν λιγότερα δεδομένα και χρησιμοποίησαν διαφορετική στατιστική ανάλυση.
Σε αντίθεση με τα πειράματα στη σωματιδιακή φυσική, τα δεδομένα που συλλέγονται από τα πειράματα αστροφυσικής είναι συχνά διαθέσιμα στο κοινό και μπορούν να αναλυθούν ανεξάρτητα από οποιονδήποτε έχει τη θέληση και τις ικανότητες.
Φυσικά, η ανάλυση ενός παρείσακτου έχει μικρότερη βαρύτητα διότι κάποιες σχετικές πληροφορίες που απαιτούνται για να εκτιμηθούν με ακρίβεια τα συστηματικά σφάλματα είναι γνωστές μόνο στα μέλη της συνεργασίας.
Παρ 'όλα αυτά, στο παρελθόν συνέβη ανακάλυψη του Fermi να γίνει πρώτα από ανεξάρτητους ερευνητές και στη συνέχεια να επιβεβαιωθούν και επίσημα από την ομάδα του τηλεσκοπίου Fermi.
Προφανώς, δεν μπορούμε ακόμη να δεχθούμε ότι παρατηρήθηκε σκοτεινή ύλη. Θα περιμένουμε με ενδιαφέρον και την επίσημη ανακοίνωση της συνεργασίας Fermi.
ΠHΓΗ: resonaances.blogspot.com

Νετρίνο: το σωματίδιο που απειλεί τα αξιώματα της Φυσικής

Τα στοιχειώδη σωμάτια
Στον παραπάνω πίνακα βλέπουμε τα στοιχειώδη σωμάτια σύμφωνα με το καθιερωμένο πρότυπο. Βλέπουμε τα 6 quarks (up, charm, top, down, strange και bottom) με μωβ χρώμα, τα 6 λεπτόνια (ηλεκτρόνιο, μιόνιο, ταυ και τα αντίστοιχα νετρίνα τους) και με κόκκινο χρώμα τους φορείς των 4 αλληλεπιδράσεων που εμφανίζονται στη φύση: το φωτόνιο για την ηλεκτρομαγνητική, το γλοιόνιο για την ισχυρή ή πυρηνική, και τα Z^o και W^± για την ασθενή αλληλεπίδραση.
Μπορούμε επίσης να τα κατατάξουμε και σε δυο άλλες κατηγορίες:
σε φερμιόνια (αυτά που υπακούουν στην απαγορευτική αρχή του Pauli και έχουν ημιακέραιο σπιν) και σε μποζόνια (αυτά που δεν υπακούουν στην απαγορευτική αρχή του Pauli και έχουν ακέραιο σπιν). Τα σωματίδια που αποτελούν τους φορείς των αλληλεπιδράσεων είναι μποζόνια ενώ τα υπόλοιπα στον πίνακα φερμιόνια.
Μεταξύ των λεπτονίων ανήκουν και τα 3 είδη νετρίνων: το νετρίνο του ηλεκτρονίου, το νετρίνο του μιονίου και το νετρίνο του ταυ. Αν έχουν μάζα, τότε αυτή θα είναι πάρα πολύ μικρή, και για τον λόγο αυτό στον πίνακα σημειώνονται μόνο τα άνω όρια των μαζών τους.
Τα νετρίνα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, οπότε δεν αλληλεπιδρούν ηλεκτρομαγνητικά και το γεγονός ότι ανήκουν στην κατηγορία των λεπτονίων σημαίνει ότι δεν αλληλεπιδρούν ούτε διαμέσου της ισχυρής αλληλεπίδρασης. Τα νετρίνα αλληλεπιδρούν μόνο διαμέσου των ασθενών αλληλεπιδράσεων με την ύλη και για τον λόγο αυτό είναι πάρα πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν.

Πολλά σημαντικά γεγονότα στην εξέλιξη της φυσικής είναι συνδεδεμένα με τα νετρίνα και τις ιδιότητές τους. Τελευταίο παράδειγμα τα αποτελέσματα του πειράματος OPERA, σύμφωνα με το οποίο βρέθηκαν να κινούνται με ταχύτητες μεγαλύτερες του φωτός – απειλώντας αυτή τη φορά τα θεμέλια της θεωρίας της Σχετικότητας.

Πριν την ανακάλυψη των νετρίνων, ο Βόλφγκανγκ Πάουλι προτίμησε να υποθέσει την ύπαρξή τους παρά να αμφισβητήσει τις αρχές διατήρησης ενέργειας και ορμής.

Νέα φυσική ή νέο σωματίδιο;
Κάποια προσεκτικά πειράματα τη δεκαετία του 1920 έδειχναν ότι η ενέργεια κατά τα φαινόμενα δεν διατηρείται κατά τη διάσπαση βήτα.
Η διαδικασία της βήτα διάσπασης του πυρήνα αλλάζει τον πυρήνα ενός τύπου ατόμου στο πυρήνα ενός άλλου τύπου (με ατομικό αριθμό διαφορετικό από αυτόν του αρχικού πυρήνα) σε συνδυασμό με την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου ή ποζιτρονίου.
Η ενέργεια των προϊόντων της διάσπασης, συμπεριλαμβανομένης της μάζας – ενέργειας του νέου πυρήνα και του παραγόμενου ηλεκτρονίου – ποζιτρονίου, μετρήθηκε και ήταν μικρότερη από τη μάζα – ενέργεια του αρχικού πυρήνα.
Ο Βόλφγκανγκ Πάουλι έχοντας πίστη στις αρχές διατήρησης ενέργειας και ορμής, έκανε την τολμηρή υπόθεση ότι στην διάσπαση βήτα παραγόταν και τρίτο νέου τύπου σωματίδιο.
Το σωματίδιο αυτό για να μην ανιχνεύεται στα πειράματα της διάσπασης βήτα, θα έπρεπε να περνάει μέσα από τους ανιχνευτές χωρίς να αφήνει ίχνη. Αυτό το νέο σωματίδιο δεν θα έπρεπε να αλληλεπιδρά διαμέσου της ισχυρής ή της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης με την ύλη, ειδάλλως θα αλληλεπιδρούσε με την ύλη των ανιχνευτών και θα είχε ανακαλυφθεί απ’ αυτούς στα πειράματα.

Αριστερά ο Fermi και δεξιά ο Pauli. Στο μέσον ο Heisenberg

Ο Ενρίκο Φέρμι τελικά εισήγαγε το σωματίδιο αυτό στην πρώτη λεπτομερή θεωρία για την διάσπαση βήτα και ονόμασε το σωματίδιο αυτό νετρίνο, που στην ιταλική γλώσσα σημαίνει «μικρό και ουδέτερο»......

Το τηλεσκόπιο ακτίνων γ Fermi συνεχίζει την καταγραφή κοσμικών μυστηρίων

Ο χάρτης του ουρανού με τις πηγές ακτίνων γ, από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi

Για την κατασκευή της παραπάνω εικόνας απαιτήθηκαν δυο χρόνια παρατηρήσεων από το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA, Fermi. Βλέπουμε πως φαίνεται ο ουρανός σε ενέργειες μεγαλύτερες από 1 δισεκατομμύριο ηλεκτρονιοβόλτ (1 GeV). Τα φωτεινότερα χρώματα υποδηλώνουν φωτεινότερες πηγές ακτίνων γ. (Για σύγκριση αναφέρουμε ότι η ενέργεια του ορατού φωτός είναι μεταξύ 2 με 3 ηλέκτρονιοβόλτ). Μια διάχυτη λάμψη γεμίζει τον ουρανό και είναι εντονότερη κατά μήκος του επιπέδου του γαλαξία μας (μέσον). Οι διακριτές πηγές ακτίνων γ περιλαμβάνουν πάλσαρ και κατάλοιπα από σουπερνόβα του γαλαξία μας καθώς επίσης και μακρινούς ενεργούς γαλαξίες που περιέχουν στο κέντρο τους τεράστιες μαύρες τρύπες. Οι γαλαξίες αυτοί ονομάζονται ονομάζονται blazars.

Από τις διακριτές πηγές ακτίνων γ που ανίχνευσε το Fermi τα blazars αποτελούν την πλειοψηφία

Στο βίντεο που ακολουθεί η Elizabeth Hays, μέλος της ομάδας Fermi μας ξεναγεί στα blazars....

http://youtu.be/EaZATpoOeZc

www.nasa.gov

Ισχυρή έκρηξη ακτίνων-γ στο Νεφέλωμα του Καρκίνου

Μυστήριο καλύπτει την αιτία της έκρηξης, που παρατηρήθηκε στις 12 Απριλίου και έγινε τώρα γνωστή, στο πλαίσιο του «Τρίτου Συμποσίου Φέρμι» που πραγματοποιείται στη Ρώμη

Σοκαρισμένοι παρακολουθούν οι αστρονόμοι μία άνευ προηγουμένου ισχυρή έκρηξη ακτίνων γάμα από το Νεφέλωμα του Καρκίνου, η οποία ήταν τουλάχιστον πέντε φορές πιο ισχυρή από οποιαδήποτε άλλη παρόμοια έχει ποτέ παρατηρηθεί.
12 Απριλίου και έγινε τώρα γνωστή, στο πλαίσιο του «Τρίτου Συμποσίου Φέρμι»,το οποίο πραγματοποιείται στη Ρώμη, σύμφωνα με το BBC.

Η πηγή της ακτινοβολίας φαίνεται να είναι μια μικρή περιοχή μέσα στο διάσημο νεφέλωμα, το οποίο αποτελεί απομεινάρι μιας έκρηξης σούπερ-νόβα, που έγινε αντιληπτή στη Γη το έτος 1054 μ.Χ.
Το συγκεκριμένο αντικείμενο θεωρείτο ως τώρα μια σταθερή πηγή φωτός, όμως το διαστημικό τηλεσκόπιο Φέρμι της NASA εντόπισε μια απότομη ένταση της ακτινοβολίας, που διήρκεσε περίπου έξι μέρες, μεταβαλλόταν από ώρα σε ώρα και είχε ένταση μέχρι 30 φορές μεγαλύτερη από τη συνηθισμένη....

Οι γιγάντιες «φυσαλίδες» ακτίνων γ του γαλαξία μας

Πέρυσι οι αστρονόμοι έδωσαν στη δημοσιότητα λεπτομέρειες της κολοσσιαίας δομής των φυσαλίδων ακτινοβολίας γάμμα, από τα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων γ, Fermi. Οι φυσαλίδες εκτείνονται περίπου 25000 έτη φωτός πάνω και κάτω από τον δίσκο του γαλαξία. Το σχήμα τους δείχνει ότι οφείλονται σε ταχεία απελευθέρωση τεράστιας ποσότητας ενέργειας. Μερικοί αστρονόμοι υποθέτουν την ύπαρξη γιγάντιας μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας, στην οποία και αποδίδουν το φαινόμενο αυτό. Μια ομάδα ερευνητών που καθοδηγείται από τον K. S. Cheng στο πανεπιστήμιο του Χογκ Κονγκ παρουσίασε ένα μοντέλο που φιλοδοξεί να το ερμηνεύσει.
Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας είναι ένα μεγαθήριο με μια μάζα τέσσερα εκατομμύρια ήλιους. Ήταν γνωστό ότι «καταπίνει» οτιδήποτε βρίσκεται κοντά της και το μοντέλο Cheng δείχνει ότι καταναλώνει 100 άστρα ανά 3 εκατομμύρια χρόνια. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η μαύρη τρύπα καταπίνει μόνο το 50% της μάζας των καταρρεόντων άστρων. Το άλλο μισό εκτινάσσεται στο διάστημα λίγο πριν φτάσει στο σημείο χωρίς επιστροφή. Οι εκτινάξεις του θερμού πλάσματος - με ενέργειες περίπου 10 keV σύμφωνα με τον Cheng - προς το εξωτερικό τμήμα του γαλαξιακού περιβάλλοντος αυξάνουν τη θερμοκρασία του. Αφού θερμανθεί η άλως, στη συνέχεια διαστέλλεται. Το μοντέλο Cheng περιγράφει με ποιό τρόπο, ενώ η μαύρη τρύπα συνεχίζει να καταβροχθίζει άστρα, δημιουργούνται επαναλαμβανόμενα κρουστικά κύματα πλάσματος που εγχέονται περιοδικά στην άλω. Ο ίδιος ο Cheng λέει ότι "χρησιμοποιήσαμε την αναλογία του ήλιου που εκτινάσσει τον ηλιακό άνεμο προς το ηλιακό σύστημα. Όταν ο ηλιακός άνεμος «φυσάει» προς τα έξω, τότε το πλάσμα δημιουργεί μια μεγάλη φυσαλίδα: την ηλιόσφαιρα.
Κάθε κρουστικό κύμα λειτουργεί σαν επιταχυντής σωματιδίων, αυξάνοντας την ταχύτητα των ηλεκτρονίων μέσα στο πλάσμα μέχρι σχεδόν την ταχύτητα του φωτός. O Cheng αναμένει ότι η ενέργεια του μετώπου κρούσης στο γαλαξιακό κέντρο είναι περίπου 100 φορές μεγαλύτερη από την αντίστοιχη ενός σουπερνόβα. Αυτά τα ταχέα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με τα φωτόνια στην άλω του γαλαξία παράγοντας τις ακτίνες γ που δημιουργούν τις φυσαλίδες. Όταν ένα ηλεκτρόνιο κινείται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός και συγκρούεται με ένα φωτόνιο μικρής ενέργειας, η σύγκρουση επιβραδύνει λίγο το ηλεκτρόνιο και αυξάνει την ενέργεια του φωτονίου μέχρι την ενέργεια των φωτονίων της ακτινοβολίας γ.

Το μοντέλο Cheng περιγράφεται στην εργασία που υπέβαλε για δημοσίευση στο Astrophysical Journal Letters και ένα preprint που είναι διαθέσιμο ΕΔΩ.
physicsworld.com - www.nasa.gov

To τραγικό λάθος του Ενρίκο Φέρμι !

Στην φωτογραφία ο Ενρίκο Φέρμι γράφει στον πίνακα. Στα γραφόμενά του υπάρχει ένα τρομερό λάθος, λάθος που δεν κάνει ούτε ο χειρότερος φοιτητής της Φυσικής! Παρατηρείστε προσεκτικά. Μπορείτε να εντοπίσετε το λάθος; ............................................................................................
............................................................................................
............................................................................................

Ενρίκο Φέρμι

Φυσικός (1901-1954)
Ο Ενρίκο Φέρμι, ο «πάπας της πυρηνικής σχάσης», ανακάλυψε τη φυσική σε ηλικία μόλις 14 ετών, όταν αναζητούσε τρόπους να ξεπεράσει τον χαμό του αγαπημένου αδελφού του Τζούλιο, που άφησε την ακροτελεύτια πνοή του στη διάρκεια μιας χειρουργικής επέμβασης στον λάρυγγα. Χαζεύοντας τα ράφια της βιβλιοθήκης Campo dei Fiori στη Ρώμη, ο έφηβος-θαύμα διοχέτευσε το πρώιμο πένθος του σε δύο αρχαίους τόμους στοιχειώδους φυσικής. Χωρίς να το καλοσκεφτεί τους κουβάλησε κυριευμένος από ένα παράξενο μείγμα δέους και περιέργειας σπίτι του και άρχισε να τους «ξεκοκαλίζει». Εκεί που το έκρινε απαραίτητο δεν δίσταζε να κάνει αλλαγές και διορθώσεις σε μαθηματικούς τύπους. Οπως εκμυστηρεύθηκε αργότερα στη μεγαλύτερη αδελφή του Μαρία, δεν είχε παρατηρήσει καν ότι αμφότεροι οι τόμοι ήταν γραμμένοι στα λατινικά.
Το βάπτισμα είχε γίνει και η εξέλιξη ­ χάρη και στη βοήθεια ενός οικογενειακού φίλου μηχανικού ­ ήταν ραγδαία. Η εργασία που κατέθεσε σε ηλικία 17 ετών για την εισαγωγή του στη Βασιλική Πρότυπη Σχολή (Reale Scuola Normale) του Πανεπιστημίου της Πίζας κρίθηκε ισότιμη διδακτορικής διατριβής και οι καθηγητές του έκαναν ουρά για να διδαχθούν από τον πεφωτισμένο φοιτητή τους. Από την εν λόγω σχολή απέκτησε σε ηλικία 21 ετών και το διδακτορικό δίπλωμά του εκπονώντας μια εντυπωσιακή διατριβή με θέμα τις ακτίνες Χ.....