プレスリリース

東北大と京大、暗黒物質研究とは全く別に発展してきた惑星形成研究を融合し新しい暗黒物質探査方法を発見

2019/6/4 15:15
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発表日:2019年6月4日

惑星形成の現場を見れば暗黒物質の正体に迫れる:暗黒物質の新しい探査法を提唱

【発表のポイント】

・宇宙に満たされている暗黒物質の候補として、アクシオンと呼ばれる素粒子が近年注目されている。

・本研究では、暗黒物質研究とは全く別に発展してきた惑星形成研究を融合し、新しい暗黒物質探査方法を発見した。

・その方法を現在得られているデータに適用し、アクシオンの性質に対し世界最高の制限をつけることができた。

・今後、より高精度の観測を行ってアクシオンの兆候を見つけられる可能性がある。

【概要】

我々の宇宙は暗黒物質という物体で満たされていることが知られていますが、その正体は依然として分かっていません。近年、暗黒物質の候補として、アクシオン(注1)と呼ばれる粒子が注目を集めています。京都大学 大学院理学研究科の藤田智弘博士、東北大学 大学院理学研究科の田崎亮博士、同じく学際科学フロンティア研究所の當真賢二准教授(理学研究科兼任)は、暗黒物質研究とそれとは全く別に発展してきた惑星形成研究とを融合し、暗黒物質がアクシオンであるかどうかを検証する新しい方法を発見しました。生まれたての星のまわりには原始惑星系円盤というガスと塵からなる円盤状の天体があり、そこからやってくる光は綺麗な同心円状の偏光パターン(図1、注2)を持っています。しかし、偏光は地球に伝わるまでにアクシオンの影響を受けるため、この同心円構造が乱れて観測されることが予想されます(図2)。既存の観測データの中では乱れは見つかりませんでしたが、そのことからアクシオンの性質に対して世界最高の制限をつけられました。今後はより高精度の観測を行われることが期待され、暗黒物質アクシオンの兆候が見つかる可能性があります。

本研究成果をまとめた論文は、2019年5月14日付けで『Physical Review Letters』電子版に掲載され、特に注目するべき論文に付加される『Editor's suggestion』に選定されました。

※図1・2は添付の関連資料を参照

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

図1

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0511270_01.JPG

図2

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0511270_02.JPG

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0511270_03.pdf

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