Transcript Αστροσωματιδιακή Φυσική Ενότητα 1: Εισαγωγή στην Αστροσωματιδιακή Φυσική Όνομα Καθηγητή: Κωνσταντίνος Ζιούτας Τμήμα Φυσικής Άδειες Χρήσης • Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. •

Αστροσωματιδιακή Φυσική
Ενότητα 1: Εισαγωγή στην Αστροσωματιδιακή
Φυσική
Όνομα Καθηγητή: Κωνσταντίνος Ζιούτας
Τμήμα Φυσικής
Άδειες Χρήσης
• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες
χρήσης Creative Commons.
• Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται
σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης
αναφέρεται ρητώς.
2
Χρηματοδότηση
• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια
του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.
• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο
Πατρών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση
του εκπαιδευτικού υλικού.
• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού
Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και
συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό
Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.
3
Σκοποί ενότητας
Ο κύριος σκοπός αυτής της ενότητας είναι η ενημέρωση των φοιτητών πάνω
στα πλέον προωθημένα προβλήματα της έρευνας που αφορά:
• Στην Ύλη και την Ενέργεια των σωματιδίων που είναι υπεύθυνα για τον
σχηματισμό και την βαρυτική σταθερότητα των γαλαξιακών σμηνών, των
γαλαξιών και των ουρανίων σωμάτων που τους απαρτίζουν.
• Στις έννοιες Σκοτεινή Ύλη – Σκοτεινή Ενέργεια και στους λόγους που
οδήγησαν στην εισαγωγή τους.
• Στο πρόβλημα της ισοτιμίας φορτίου.
• Στην ασυμμετρία Ύλης – Αντιύλης.
• Στη μελέτη της δομής και της συμπεριφοράς των σωματιδίων που
εκπέμπονται από το κεντρικό άστρο του πλανητικού μας συστήματος καθώς
και την διερεύνηση των αιτίων που θερμαίνεται η Ηλιακή Κορώνα.
• Στην συμπεριφορά του Ήλιου κατά τον ενδεκαετή κύκλο και στην
σύσχέτιση των κηλίδων του με την θέση των πλανητών.
• Στα ερωτήματα που τίθενται σχετικά με την βαρυτική εστίαση.
4
Περιεχόμενα ενότητας
Αστροσωματιδιακή Φυσική
 4 θεμελιώδεις ερωτήσεις (+ βαρύτητα) μετά την ανακάλυψη του σωματιδίου HIGGS




Τι είναι η Σκοτεινή Ύλη;
Τι είναι η Σκοτεινή Ενέργεια;
Ύλη/Αντιύλη = 1.000000001
Το πρόβλημα της ισοτιμίας εναλλαγής φορτίου (The Strong CP-problem)
 Φως στο σκοτεινό Σύμπαν
Α) Σκοτεινή ύλη, κάτι αόρατο;
Β) Κρυφός τομέας
Sunyaev – Zeldovich Effect 1973
Γ) Σκοτεινή ενέργεια
Γαλαξιακά σμήνη
Το σμήνος της Κόμης
Δ) Το μυστήριο της ηλιακής κορώνας
 Εστιάζοντας στα παράδοξα
Sun / Solar system >> άλυτα προβλήματα
• Βαρυτική εστίαση
• Διαμόρφωση της ηλιακής δραστηριότητας από τους πλανήτες
 Συμπεράσματα και προοπτικές έρευνας
5
Αστροσωματιδιακή Φυσική: Ι
Κωνσταντίνος Ζιούτας
Ομότιμος Καθηγητής Φυσικής, Παν/μίου Πατρών &
CAST-spokesperson στο CERN
Physics motivation:
4 fundamental questions (+ gravity) after the HIGGS discovery:
•
What is dark matter?
•
What is dark energy?
•
Matter/Antimatter = 1.000000001 ?
Now: DM ≈ DE >> chance coincidence?
 The visible ~5% is made from this 10-9 fraction
•
What is the origin of the ‘strong CP-problem’?
 New physics!
Πάτρα, 3/4/2014
66
Η φυσική των σωματιδίων μελετάει
την ύλη στις πιο μικρές διαστάσεις
Η αστροφυσική μελετάει την
ύλη στις πιο μεγάλες διαστάσεις
Οι επιταχυντές χρειάζονται για τη μελέτη των στοιχειωδών σωματιδίων και των δυνάμεω
Τα δύο μέτωπα της φυσικής
2
«Φύσις κρύπτεσθαι φιλεί»
Φως στο σκοτεινό Σύμπαν
8
Με αυτές τις νέες δυνατότητες που διαφαίνονται μπορεί να δοθεί φως στο σκοτεινό τμήμα του
Σύμπαντος. Παράλληλα θα συντελέσει ως καταλύτης στην λύση μεγάλων και άλυτων προβλημάτων
της Σύγχρονης Φυσικής, όπως:
Α) Σκοτεινή ύλη: μέσω της ανίχνευσης ηλιακών axions (ή άλλων σωματιδίων με παρόμοιες
ιδιότητες), που συσχετίζονται με το πρόβλημα διατήρησης της Συμμετρίας ΟμοτιμίαςΦορτίου στις Ισχυρές Αλληλεπιδράσεις. Αυτό πειραματικά εκφράζεται με την (ουσιαστικά)
έλλειψη ηλεκτρικής διπολικής ροπής του νετρονίου,
Β) Κρυφός τομέας: μέσα από την ανίχνευση ηλιακών παραφωτονίων, με την κατασκευή
νέων πρωτοποριακών τηλεσκοπίων ηλιακών παραφωτονίων, ή, την αξιοποίηση δεδομένων
του τηλεσκοπίου HUBBLE σε τροχιά. Αυτό ίσως προχωρήσει σύντομα μέσω της
επεξεργασίας εικόνων υποστρώματος που γίνονται καθημερινά για λόγους βαθμολόγησης.
Γ)
Σκοτεινή ενέργεια: την ανάδειξη ηλιακών χαμαιλεόντων με το CAST και μέσα από
ανάλυση – επεξεργασία ηλιακών δεδομένων.
Δ) Το μυστήριο της ηλιακής κορώνας: Το πρόβλημα της θέρμανσης του Ηλιακού στέμματος
είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της αστροφυσικής γενικότερα. Η πρόταση μας
είναι πως σωματίδια όπως π.χ. τα axions με μάζα ηρεμίας ~17meV/c2 ή άλλα σωματίδια με
παρόμοιες ιδιότητες είναι τα κατά πλείστον υπεύθυνα σωματίδια για το φαινόμενο αυτό. Η
συνέχιση σχετικών μελετών σκοπό έχει να βελτιώσει και να ισχυροποιήσει αυτό το
αποτέλεσμα κάτι που συμβαίνει εδώ και ~10 χρόνια. Προφανώς διαγράφεται και η
προοπτική κατανόησης της εσωτερικής δομής και λειτουργίας του μη προβλέψιμου ζωοδότη
Ήλιου, και κατ’ επέκταση όλων των άλλων αστέρων στο Σύμπαν.
9
9
The physics issues a student may get involved, once (s)he decides for CAST physics:
•
CAST: Around june-july we should start with data taking again. Then one prepares various detector elements. One such equipment will be th
InGRID detector, a pixelized detector aiming to go into the sub-keV range, where solar chameleons are expected and we have started as first
looking for since 2 months. The commissioning-alignment-test of the XRTelescope to be tested in January in Munich, might still go on, and
he/she could gain interesting practical-experimental experience. Similarly, a 2nd XRT is expected to be delivered the next months by LLNL,
depending on the funding decision. However, I can not predict now how the situation will be at that period. Note in the low energy range we run
CAST for the first time as a chameleon helioscope!
• Dark energy:
solar chameleons. He/she could get involved in this, and to my knowledge there are few experiments on dark energy. A
task I could give even now is, to prepare a draft resummee, of what kind of experiments exist OR are scheduled in dark energy, and, compare
them. This is a very interesting Q . Once this is ready, we could polish/edit and put it at least on the archives. For this DE issue I am working
actively with people in DESY, Trieste, Rijeka, TU-Darmstadt. In Trieste we test a state-of-the-art force sensor to detect the expected radiation
pressure by the Chameleons, and at certain time, may be even overlapping, it should be moved the equipment to CAST: we intend to attach
such a sensor to the focal plane of the CAST XRtelescope and enhance thus the flux of solar chameleons by factor 100-1000. >>> an exciting
issue.
• CAST as DM antenna?
At present we are do a feasibility study aiming to transform CAST also to a dark matter antenna. For this I
collaborate with people in DESY and TU-Darmstadt and we are in contact with MPE/Garching-Germany and MPI/Bonn for recovering
supersensitive photon sensors in the 100GHz to 30micron range. How can they be used in CAST for this purpose? This will allow to search
with CAST one day for dark matter axions and paraphotons (entering easily into the interesting phase space). BTW, one expects axions at
some 300GHz but if one believes two claims from White dwarfs and the Sun[…myself et al.], they should show up at some 10microns! >>> a
potential development of interest, the Q is who will do that!
•
Defragmantation of chameleons? We work with top theoreticians in this field in saclay and US (Brax and Upadhye) and soon I expect
(encouraging?) numbers. In any case, since chameleon theory is not as rigorous as axions, such an experiment as WE want do none else has
considered to do. This experiment, a pilot experiment, could be done in Trieste, but the most sensitive one needs certainly CAST being so
cold>>> otherwise detectors have huge thermal noise. >>> hopeless. >>> this is again within the field of dark energy, certainly a very
interesting novel experiment. Again, to write a report on this and the previous items, it is interesting and shoud be considered.
• Astrophysical signatures?
I am working on this with few more others, and I do not know what will be “in” then! Needless to say,
this might be the most promising approach, if it comes out that earth-bound detectors have not/OR/ ccan not reach the natural detector design
at quasi zero cost.>>> highly speculative for some people, but also of potential importance.
•
…???...
10
~predicted flux vs. time for
the 847 keV line of 56Co
during and after the series of
major X-flares in Oct–Nov
2003. The horizontal bars
show the periods when the
active region is visible on the
near side of the Sun.
D.M. Smith,
Exper. Astronomy 20 (2005) 65
http://www.springerlink.com/content/83674g56510q85w5/
“The delayed 847 keV line from radioactivity of 56Co (T½ = 79 d)
should appear after very large flares; it has not yet been observed.”
http://www.mpe.mpg.de/gamma/science/lines/workshops/clemson05/presentations/smith_d.pdf
Update:
“… delayed X- and γ-ray line emission from solar flares has not been observed yet.
It has been recently searched for with the RHESSI spectrometer but unsuccessfully….”
Vincent Tatischeff , Private Communication (13th Nov. 2010)11
http://physicsworld.com/cws/article/news/2014/jan/20/cogent-gives-further-backing-to-annual-dark-matter-variation
video what is DM 2 min
>> homework…
12
An ongoing revolution
 in all science
 in all times
…exciting times!
13
There is no Royal Way
There is no Royal Way
[to Geometry]"
Euclid's way of saying "RTFM" when presenting his "Elements" to king Ptolemy I
(the king was asking whether there was any shortcut to learn Geometry other than
reading the several volumes)
(after Proclus, Commentaria in Euclidium, 4,2)
http://sax.iasf-milano.inaf.it/Xashelp/index.html
14
2013
15
17/12/2013
15
52
http://axion-wimp2014.desy.de/
16
Dark Matter: Something Invisible?
M x (r )  r
Vr 
GM total (r )
r
17
Fritz Zwicky
1898 – 1974
The open question since Fritz Zwicky (1933) is:
What is “dunkle Materie” made of?
axions and WIMPs ... WISPs  more
18
Evidence for dark matter: Rotation curves of spiral galaxies
=> Streaming DM? >> GAIA mission
19
Σκοτεινή Ύλη @ σύμπαν
 χτες, σήμερα & αύριο
20/43
http://www.ifa.hawaii.edu/~ger/ASTRO-110_sp08/Lecture28_DarkMatter.pdf
20
DE
Τώρα
DM
Γνωστή

Άγνωστη Φυσική
21
…motivation?
Gravity produced by dark matter is an
essential ingredient in galaxy formation
+
its dynamics.
Detection of:
- Dark matter
#
- Dark matter candidates, e.g. from the Sun, @ lab, ...
 a real challenge
 fundamental new physics!?
22
Το 98% της μάζας
σ’αυτή την εικόνα
δεν φαίνεται!
Από τα βαρυτικά αποτελέσματα,
ταχύτητες περιστροφής γαλαξιών,
ξέρουμε ότι στο σύμπαν υπάρχει
μεγάλη ποσότητα σκοτεινής ύλης
 ύλη που δεν εκπέμπει H/M
ακτινοβολία και άρα δεν την
βλέπουμε!
http://www.ifa.hawaii.edu/~ger/ASTRO-110_sp08/Lecture28_DarkMatter.pdf
23
Schematic Spectral Energy Distributions of the most important (by intensity) backgrounds in the
universe, and their approximate brightness in nW m-2 sr-1 written in the boxes. From right to left:
the Cosmic Microwave /IR/Optical Background .
http://www.aanda.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&url=/articles/aa/full/2006/20/aa4446-05/aa4446-05.right.html
A&A 451, 417-429 (2006),
The cosmic infrared background resolved by Spitzer Contributions of mid-infrared galaxies to the far-infrared
background, H. Dole-G. Lagache-J.-L. Puget-K. I. Caputi- N. Fernández-Conde - E. Le Floc'h- C. Papovich2424
P. G. Pérez-González - G. H. Rieke-M. Blaylock
Sunyaev – Zeldovich Effect 1973
25
26
26
Sunyaev - Zel’dovich (SZ) effect
CMB:
BEFORE
CMB:
AFTER
2.7 K CMB
BEFORE 
 AFTER
Galaxy Cluster
• Scattering of CMB off hot electrons in the ICM:
σcompton ~ ρe
• Probes the thermal energy distribution of electrons in the ICM.
• SZ flux is redshift independent:
~ ρexTe
a) NOT contamination of radio sources
b) X-rays, only from Bremsstrahlung?  ΦX-rays ~(ρe)² x (Te)1/2
+ radiatively decaying ~axions?
 Decay rate ~ρaxion
69
ghost plasma
 Z., Dennerl, Hoffmann, Papaevangelou SCIENCE 306 (2004) 1485
LaBoque et al., ApJ. 652 (2006) 917
27
Galaxy Clusters
 Lx  Tx2 (1+z)3/2
expected
 Lx  Tx3
observed + decreasing with z!
 some thing non-gravitational is heating the gas again!
A key problem of ICM 
absence of strong cooling @ the centre of GCs
 details of the heating process remain mysterious.
 The source(s) of the “excess” entropy?  entropy floor problem
 a ~30 years-long-standing puzzle
 “additional” gas physics?
Day, Phys. Today (2003) 16; Peng Oh, MNRAS 353 (2004) 468; Ikebe, Böhringer, Kitayama, ApJ. 611
(2004) 175; Nadis, Astronomy 33 (2005) 34; Demarco, Rosati, Ford, Modern Phys. Lett. A20 (2005)
1409; Cavalieri, Lapi, Rephaeli, ApJ. 634 (2005) 784, Lyutikov, astro-ph/0709.1712 ApJL 2007
28
68
Galaxy Cluster
One of the most surprising findings:

Anomalous (=overpredicted) SZ

~30-40% of the baryons is missing in ICM
 both in SZ+WMAP.
 3 Year WMAP
 Missing Baryons or New Astrophysics
. . . . . . . . . . .. . . . . . . . .
e.g.:
?
Or, decaying massive ~axions?
 Z., Dennerl, Hoffmann, Papaevangelou SCIENCE 306 (2004) 1485
Afshordi, Lin, Nagai, Sanderson, MNRAS 378 (2007) 293, Afshordi, New Astron. Rev. 50 (2006) 905
Bielby, Shanks, astro-ph/0703470, MNRS (2007).
71
29
Galactic Center
 Origin of diffuse X-rays?
too hot (~90MK) to be a gravitationally bound plasma!
 how to produce it?
72
30
Galaxy clusters are highly important test sites for cosmology ….
M. Meneghetti et al., A&A 514 (2010) A93
http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2010/06/aa13222-09.pdf
Cluster masses … ~1014M⊙ to >1015M⊙, the vast majority of
which appears to be DM that emits NO detectable radiation.
G. Mark Voit; Rev.Mod.Phys.77(2005)207;
http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0410173.pdf
But, coincides with places of strong X-rays emission !!
What if?
31
Galaxy Clusters:
Discrepancy predicted due to massive exotica like KK-axions:
“Ghost plasma” is complicating interpretation >> unpredictably!
K. Zioutas, D.H.H. Hoffmann, K. Dennerl, T. Papaevangelou, Science 306 (2004) 1485
To be quantified
[2013]
>>> decaying DM in CGs
>> Coma
32
Coma cluster
kT=(8.250.1)keV
ROSAT
“Still, X-ray observations =
one of the fundamental methods to
recover the galaxy cluster mass”
( arXiv:1305.5519v1).
M. Arnaud et al., A&A 365 (2001) L67
http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361:20000195
The Coma spectrum can be well approximated by a
thermal plasma emission model with T=8.2 keV.
A. A. Lutovinov et al., ApJ 687 (2008) 968;
http://iopscience.iop.org/0004-637X/687/2/968/
33
ΔΤSZ
Coma cluster: SZ vs. X-rays => deficit
ROSAT ≠ XMM
Planck
WMAP
different ΔΕ
Lx-rays ~
ROSAT
XMM
“… discrepancy.….” “…mismatch…”
≠
3 Mpc
!
+
discrepancy
ρ2
Τ1/2
ΔΤSZ ~ ρ∙T
/cm3
/cm2
kT = (8.250.1) keV
“… tension between SZ and X-rays..”
R. Fusco-Femiano et al. ApJ. 763 (2013) L3; http://xxx.lanl.gov/pdf/1212.3082.pdf and ref’s therein.
34
Lx≈2.6∙1044 erg/s
Mcoma≈7∙1014Mʘ
1Mʘ≈1.2∙1057 neutrons
≈1054 erg
Assuming DM ~ 7x baryonic Matter:
MDM ≈6∙1014Mʘ
LDM-x≈2.6∙1043 erg/s
τDM ≈ 2.4∙1025 sec
≈ 5∙107 x 13.7Gyears
=>
τuniverse
!?
TICM≈8.2keV
z ≈ 0.0231 (6925km/s)
Distance 102Mpc
> 1000 galaxies
http://en.wikipedia.org/wiki/Coma_Cluster
---------------------------------------------------------------------------------------------- Assuming solar KK-axions with mKK=8keV:
gaγγ ~ 7.5∙10-17GeV-1
[1min] = [1.5x10-3 GeV-1]x[1keV]
35
ΔΤSZ
Coma cluster: SZ vs. X-rays => deficit
Planck
WMAP
τDM ≈ 2.4∙1025 sec ≈ τUniverse
ROSAT
XMM
3 Mpc
!
≈108 x 13.7Gyears
…discrepancy.….mismatch…
Zioutas, Hoffmann, Dennerl, Papaevangelou,
tension between SZ and X-rays..
Science (2004) >> predicted
R. Fusco-Femiano et al. ApJ. 763 (2013) L3; http://xxx.lanl.gov/pdf/1212.3082.pdf and ref’s therein.
17/12/2013
36
Further reading:
L. Di Lella, K. Zioutas, Astroparticle Phys. 19 (2003) 145
D.H.H. Hoffmann, J. Jacoby, K. Zioutas, Astroparticle Phys. 20 (2003) 73
K. Zioutas, D.H.H. Hoffmann, K. Dennerl, T. Papaevangelou, Science 306 (2004) 1485
…. http://xxx.lanl.gov/abs/1307.3705 (2013)
37
Focus on paradoxes
Frank Wilczek
38/43
38
“Thank you Konstantin,
And continue to do
‘crazy’ things. They are the
only thing interesting in life.”
G. Charpak, 1992
39
39
Sun / Solar system >> mysterious problems!
40
41
images.search.yahoo.com/images/view?p=ecliptic+plane&back=http%3A%2F%2Fsearch.yahoo.com%2Fcs%3Fei%3DUTF8%26p%3Decliptic%2Bplane%26cap_type%3Dshortcuts%253A%252Fconcept%252Fmlprisma%252Cshortcuts%253A%252Fus%252Ftag%252Fother%252Fwiki%26fr%3Dcsc_answers_us&w=795&h=543&imgurl=physics.uoregon.edu%2F%7Ejimbrau%2FBrauImNew%2FChap06%2FFG06_05.jpg&size=47KB&name=FG06_05.jpg&rcurl=http%3A%2F%2
Fweb.hallym.ac.kr%2F%7Ephysics%2Fcourse%2Fa2u%2Fplanet%2Fecliptic.htm&rurl=http%3A%2F%2Fweb.hallym.ac.kr%2F%7Ephysics%2Fcourse%2Fa2u%2Fplanet%2Fecliptic.htm&type=&no=2&tt=111&oid=71ea6080385d092a23fe8c5768b5ae9b&tit=Ecliptic+Plane&sigr=11v819i73&sigi=11pphlcuq&sigb=14qj7h2vi&fr=csc_answers_us
http://
D.H.H. Hoffmann, J. Jacoby, Astropart. Phys. 20 (2003) 73
Θ𝐝𝐞𝐟𝐥𝐞𝐜𝐭𝐢𝐨𝐧 ~
M(R)
R v2
Gravitational lensing: Sun, Jupiter, ..
~106x flux enhancement
Transparent Sun =>
Earth >>
v ≈ 0.010c – 0.2c
Jupiter =>
Earth >>
v ~ 0.001c – 0.005c
B.R. Patla, R.J. Nemiroff, D.H. H. Hoffmann, K. Zioutas, ApJ. 780 (2014) 158
arXiv:1305.2454
Further >>
42
Earth => Sun
>>
v ~ 10-3c - 10-2c
….
Moon => Earth >>
v  10-4c
(<22 km/s)
4
•
~10 signal enhancement + modulation (27.3 d) => ID
•
>5h delayed OFF-pointing behind the Moon (…Sun).
[Slow particles from point sources / dark matter stream]
>>> Fourier analysis
e.g.: =>
43
http://people.duke.edu/~ns2002/pdf/Scafetta_AGU-2012.pdf
Scafetta, N.: 2012a, J. Atm. Sol. Terr. Phys., 80, 296
44
SSs 
SSs 
Sunspot activity affected by positions of the
Planets >>> planetary tides on the Sun vary
In the same way as the sunspot variations.
K.D. Wood, Nature 240 (1972) 91
45
Earth-Venus conjections occur every 1.6 years
1859
The 11 years solar cycle
=> PJupiter = 11.8yr
Q: The clock is internal? External? OR both??!
Planetary Tides (~10-12Fʘ) on the Sun
related to Sunspots + solar activity(!?)
HOW?
Feedback in planetary
periods, not observed!
ApJ. 487(1997)930
2013 …we hesitate to tell … they are NOT related
http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11207-013-0288-6#page-1
Sol.Phys.286(2013) 303
46
1859 -
The 11 years solar cycle
Planetary Tides (~10-12Fʘ) on the Sun
related to Sunspots + solar activity(!?)
HOW?
Streaming DM: Planetary lensing on the Sun
K. Zioutas, M. Tsagri, Y.K. Semertzidis / BNL, T. Papaevangelou / Saclay, D.H.H. Hoffmann / TU-Darmstadt,
V. Anastassopoulos, arXiv:1309.4021v1 [astro-ph.SR]
>>> asked by editor of Mod. Phys. Lett. (2014)
17/12/2013
47
http://people.duke.edu/~ns2002/pdf/Scafetta_AGU-2012.pdf
48
(11  1.2) yr

11.8yr ≈ PJupiter = 11.86yr
Period
[Years]
Power spectrum analysis of the monthly average sunspot number record reveals
the existence of three peaks (red). Periods of planetary tidal forces (blue).
http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2012/12/aa19997-12.pdf
2012
9.93yr= PJ/S
≈10.02yr
J.A. Abreu et al., A&A 548 (2012) A88;
Power spectrum
11.01yr ≈ PV/E/J = 11.07yr
N. Scafetta, J. Atm. & Sol.-Terr. Phys. 80 (2012) 296;
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364682612000648
49
The new scenario for 11yr:
Instead of planetary tides:
Planetary gravitational DM flux enhancement  106 @ Sun
At alignment : much more enhancement!!?
[B. Patla, 2013]
The missing mechanism!?
50
What next?
•
Quantify planetary gravitational lensing scenario
•
If external impact on the Sun:
Fourier analysis of X-rays from non-flaring Sun!
Not done before [A. Veronig, 2013]
>>
>>
visible Sun’s modulation (11yr) ≈ 10-3
≥ 50eV solar modulation
 102
~105
Corona mystery!
51
In conclusion:
73
52
In conclusion:
Persisting astrophysical problems
suggest new physics
74
53
DM candidates:
54
Dark Matter could be Axions!
Due to their non-thermal
production in the universe light
axions would constitute
cold dark matter (CDM).
Such axions couple extremely
weakly to matter:
the “invisible” axion.
The axion was not invented to
solve the Dark Matter problem!
55
Πυρηνικές δυνάμεις  πρόβλημα
 Νετρόνιο => ουδέτερο

+
-
Λύση: axions
 σκοτεινή ύλη (Big Bang),
 Ήλιος >>> CAST
56/43
56
Σας ευχαριστώ!
57
https://eclass.upatras.gr/courses /PHY1947/
60