MAGIC: Unerwartete Transparenz für Gammastrahlen

astronews.com Redaktion

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Mit dem MAGIC-Teleskop auf der Kanareninsel La Palma haben Max-Planck-Physiker Gammastrahlen gemessen, die ihre Quelle vor fünf Milliarden Jahren verlassen haben. Das Licht stammt aus der Umgebung des Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie 3C279 und ist doppelt so lange unterwegs wie alle bisher beobachteten Gammasignale. Offenbar ist das Universum für Gammastrahlen transparenter als gedacht. (27. Juni 2008)

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Maenander

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Das ist ein wirklich erstaunliches Ergebnis, denn von einigen Wissenschaftlern wird sogar angegeben, das selbst das Minimum an Hintergrundstrahlung noch zu viel ist, um die Messung zu erklären.

Mit den Grundlagen aus den auf der Erde bestens verifizierten Theorien spezielle Relativitätstheorie und Quantenelektrodynamik kommt man nach eingien Berechnungen schnell zum Ergebnis, dass hochenergetische Photonen (und auch andere Teilchen) mit den Hintergrundphotonen (nicht nur Mikrowellen, sondern in diesem Fall vor allem optische oder infrarote Strahlung aus Galaxien) wechselwirken und es zur Paarbildung (Erzeugung von Teilchen und Antiteilchen) kommt.

Daraus kann man folgern, dass die sogenannte mittlere freie Weglänge von Photonen ab einer gewissen Energie drastisch kleiner wird. Das Universum wird also bei hohen Energien undurchsichtig, d.h. man sollte Quellen in großen Entfernungen nicht mehr oder nur sehr schwach sehen können.

Diese Messungen deuten nun aber darauf hin, dass dies nicht im vorhergesagtem Maße der Fall ist. Falls dies wirklich durch weitere Experimente verifziert werden kann, würde man für eine Erklärung neue Physik brauchen.

Auch wenn nun in den letzten Jahren schon einige Stimmen laut geworden sind, die die Lorentzinvarianz bei hohen Energien in Frage stellen wollten, so gibt es doch inzwischen auch genügend Erklärungsversuche, die nicht gleich die Grundfesten der heutigen Physik erschüttern.

So könnten zum Beispiel hochenergetische Photonen mit intergalaktischen Magnetfeldern wechselwirken und dann als ein häufig postuliertes Teilchen, das sogenannte Axion, weiterreisen, ungehindert von jeglicher Strahlung, um später in einer erneuten Interaktion mit einem Magnetfeld wieder zum Photon umgewandelt zu werden. Das könnte die mittlere freie Weglänge womöglich im beobachteten Maße erhöhen.
 
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Orbit

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Maenander
Falls dies wirklich durch weitere Experimente verifziert werden kann, würde man für eine Erklärung neue Physik brauchen.
Ich sehe das nicht so dramatisch. Immerhin wird die eine der beiden grundlegenden Theorien bestätigt, wie Du ja im Zusammenhang mit der Lorentzinvarianz selbst sagst.
Ich denke auch nicht, dass die QT in ihren Grundfesten erschüttert wird, wenn Bosonen nun bis in den Gammabereich Bosonen bleiben. Vielleicht wird die Symmetrie einfach erst bei noch höheren Frequenzen erreicht. Ob der LHC darauf eine Antwort finden wird?

Deine Umwandlungs-Szenarien von Photonen in Magnetfeldern kann ich mir nicht vorstellen; denn Photonen sind ungeladen und reagieren deshalb doch nicht mit Magnetfeldern.

Gruss Orbit
 

ins#1

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@Maenander:
dein Beitrag hat bei meiner Suche zu Axions eine wahre Flut an weiterführenden (Wikipedia-)Artikeln ausgelöst. Das ist (für mich) höchst-interessantes Zeug, da ich gerade dabei bin, mehr über Higgs & Co zusammen zu tragen (siehe Little Higgs, top quark condensate bis hin zum Technicolor oder Randall-Sundrum-Modell). Was da bereits theoretisch an neuer Physik in den Schubladen liegt, ist echt faszinierend. Vielleicht mit ein Grund weshalb der chinanik gegen das Higgsboson wettet.

Gruß
ins#1
 

Maenander

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Maenander

Ich sehe das nicht so dramatisch. Immerhin wird die eine der beiden grundlegenden Theorien bestätigt, wie Du ja im Zusammenhang mit der Lorentzinvarianz selbst sagst.
Ich denke auch nicht, dass die QT in ihren Grundfesten erschüttert wird, wenn Bosonen nun bis in den Gammabereich Bosonen bleiben. Vielleicht wird die Symmetrie einfach erst bei noch höheren Frequenzen erreicht. Ob der LHC darauf eine Antwort finden wird?

Deine Umwandlungs-Szenarien von Photonen in Magnetfeldern kann ich mir nicht vorstellen; denn Photonen sind ungeladen und reagieren deshalb doch nicht mit Magnetfeldern.

Gruss Orbit
Du vergisst, dass Photonen ja die Teilchen sind, die das elektromagnetische Feld übermitteln.
Wechselwirkungen zwischen Licht und magnetischen Feldern sind schon lange bekannt, siehe Faraday-Effekt.
In diesem Fall wäre es jedoch der Primakoff-Effekt, von Primakoff postuliert als inverser Effekt zum Zerfall (des neutralen Pions damals) in 2 Gamma-Quanten. Er folgerte, wenn das neutrale Pion auf diese Art zerfällt, müssen auch beim Zusammenstoß von Gamma-Quanten Pionen erzeugt werden können, bzw. wenn ein Gamma-Quant mit dem Coulomb-Feld eines Atomkerns wechselwirkt.
 
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