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.

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.

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.

Αστροσωματιδιακή Φυσική 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

Αστροσωματιδιακή Φυσική: Ι Αστροσωματιδιακή Φυσική: Ι Κωνσταντίνος Ζιούτας Ομότιμος Καθηγητής Φυσικής, Παν/μίου Πατρών & CAST-spokesperson στο CERN 4 fundamental questions (+ gravity) after the HIGGS discovery: What is dark matter? What is dark energy? Matter/Antimatter = 1.000000001 ?  The visible ~5% is made from this 10-9 fraction What is the origin of the ‘strong CP-problem’? Now: DM ≈ DE >> chance coincidence? Physics motivation:  New physics! Πάτρα, 3/4/2014 6

Τα δύο μέτωπα της φυσικής Η φυσική των σωματιδίων μελετάει την ύλη στις πιο μικρές διαστάσεις Η αστροφυσική μελετάει την ύλη στις πιο μεγάλες διαστάσεις Τα δύο μέτωπα της φυσικής Οι επιταχυντές χρειάζονται για τη μελέτη των στοιχειωδών σωματιδίων και των δυνάμεων

Φως στο σκοτεινό Σύμπαν «Φύσις κρύπτεσθαι φιλεί» Φως στο σκοτεινό Σύμπαν

έλλειψη ηλεκτρικής διπολικής ροπής του νετρονίου, 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 Ομοτιμίας-        Φορτίου 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

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.  …???...  

“The delayed 847 keV line from radioactivity of 56Co (T½ = 79 d) ~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 “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 http://www.springerlink.com/content/83674g56510q85w5/ 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)

video what is DM 2 min >> homework… 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…

An ongoing revolution  in all science  in all times …exciting times!

[to Geometry]" There is no Royal Way 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

2013 2014 @ CERN 2015 @ Zaragoza 2016 @ Patras 15 52 17/12/2013

http://axion-wimp2014.desy.de/

Dark Matter: Something Invisible? Newton’s law can very reliably predict planetory velocities. However, on larger galaxy scale, observed velocity implies a lot of missing mass.

The open question since Fritz Zwicky (1933) is: 1898 – 1974 The open question since Fritz Zwicky (1933) is: What is “dunkle Materie” made of? axions and WIMPs ... WISPs  more

Evidence for dark matter: Rotation curves of spiral galaxies => Streaming DM? >> GAIA mission

Σκοτεινή Ύλη @ σύμπαν  χτες, σήμερα & αύριο  χτες, σήμερα & αύριο http://www.ifa.hawaii.edu/~ger/ASTRO-110_sp08/Lecture28_DarkMatter.pdf 20

Γνωστή  Άγνωστη Φυσική DE DM Τώρα Γνωστή  Άγνωστη Φυσική

…motivation? Detection of: # 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!?

δεν φαίνεται! Το 98% της μάζας σ’αυτή την εικόνα 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

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. Papovich - P. G. Pérez-González - G. H. Rieke-M. Blaylock 24

Sunyaev – Zeldovich Effect 1973

26

ghost plasma Sunyaev - Zel’dovich (SZ) effect 2.7 K CMB CMB: CMB: Galaxy Cluster AFTER BEFORE CMB: 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  Z., Dennerl, Hoffmann, Papaevangelou SCIENCE 306 (2004) 1485 LaBoque et al., ApJ. 652 (2006) 917 ghost plasma 69 2.7 K CMB BEFORE   AFTER CMB:

Galaxy Clusters  “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  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? Galaxy Clusters 68

e.g.: One of the most surprising findings: Galaxy Cluster Afshordi, Lin, Nagai, Sanderson, MNRAS 378 (2007) 293, Afshordi, New Astron. Rev. 50 (2006) 905 Bielby, Shanks, astro-ph/0703470, MNRS (2007). One of the most surprising findings:  Anomalous (=overpredicted) SZ  3 Year WMAP  ~30-40% of the baryons is missing in ICM  both in SZ+WMAP.  Missing Baryons or New Astrophysics? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e.g.:  Z., Dennerl, Hoffmann, Papaevangelou SCIENCE 306 (2004) 1485 Or, decaying massive ~axions? 71

 Origin of diffuse X-rays? Galactic Center too hot (~90MK) to be a gravitationally bound plasma!  how to produce it? Galactic Center 72

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?

Discrepancy predicted due to massive exotica like KK-axions: 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 [2013] >>> decaying DM in CGs >> Coma To be quantified

Coma cluster ROSAT “Still, X-ray observations = M. Arnaud et al., A&A 365 (2001) L67 http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361:20000195 Coma cluster kT=(8.250.1)keV 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/ ROSAT “Still, X-ray observations = one of the fundamental methods to recover the galaxy cluster mass” ( arXiv:1305.5519v1).

+ Planck WMAP Coma cluster: SZ vs. X-rays => deficit 3 Mpc ! XMM Planck WMAP ROSAT ΔΤSZ kT = (8.250.1) keV Lx-rays ~ ρ2 Τ 1/2 ΔΤSZ ~ ρ∙T + ROSAT ≠ XMM different ΔΕ ≠ discrepancy /cm3 /cm2 “… discrepancy.….” “…mismatch…” “… 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.

!? τDM ≈ 2.4∙1025 sec ≈ 5∙107 x 13.7Gyears => τuniverse 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 !? ----------------------------------------------------------------------------------------------- gaγγ ~ 7.5∙10-17GeV-1 Assuming solar KK-axions with mKK=8keV: [1min] = [1.5x10-3 GeV-1]x[1keV]

Planck WMAP τDM ≈ 2.4∙1025 sec ≈ τUniverse Coma cluster: SZ vs. X-rays => deficit 3 Mpc ! XMM Planck WMAP ROSAT ΔΤSZ τDM ≈ 2.4∙1025 sec ≈ τUniverse ≈108 x 13.7Gyears …discrepancy.….mismatch… tension between SZ and X-rays.. Zioutas, Hoffmann, Dennerl, Papaevangelou, 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

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)

Focus on paradoxes Frank Wilczek 38

G. Charpak, 1992 “Thank you Konstantin, And continue to do ‘crazy’ things. They are the only thing interesting in life.” G. Charpak, 1992 39 4

Sun / Solar system >> mysterious problems!

http://images. search. yahoo. com/images/view http://images.search.yahoo.com/images/view?p=ecliptic+plane&back=http%3A%2F%2Fsearch.yahoo.com%2Fcs%3Fei%3DUTF-8%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%2Fweb.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

~106x flux enhancement Gravitational lensing: Sun, Jupiter, .. D.H.H. Hoffmann, J. Jacoby, Astropart. Phys. 20 (2003) 73 Θ𝐝𝐞𝐟𝐥𝐞𝐜𝐭𝐢𝐨𝐧 ~ M(R) R v 2 Gravitational lensing: Sun, Jupiter, .. B.R. Patla, R.J. Nemiroff, D.H. H. Hoffmann, K. Zioutas, ApJ. 780 (2014) 158 arXiv:1305.2454 Transparent Sun => Earth >> v ≈ 0.010c – 0.2c Jupiter => Earth >> v ~ 0.001c – 0.005c ~106x flux enhancement Further >>

Earth => Sun >> v ~ 10-3c - 10-2c …. Moon => Earth >> v  10-4c (<22 km/s) ~104 signal enhancement + modulation (27.3 d) => ID >5 h delayed OFF-pointing behind the Moon (…Sun). [Slow particles from point sources / dark matter stream] >>> Fourier analysis e.g.: =>

Scafetta, N.: 2012a, J. Atm. Sol. Terr. Phys., 80, 296 http://people.duke.edu/~ns2002/pdf/Scafetta_AGU-2012.pdf Scafetta, N.: 2012a, J. Atm. Sol. Terr. Phys., 80, 296

SSs   Tides Sunspot activity affected by positions of the Earth-Venus conjections occur every 1.6 years 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

Q: The clock is internal? External? OR both??! Planetary Tides (~10-12Fʘ) on the Sun related to Sunspots + solar activity(!?) Q: The clock is internal? External? OR both??! The 11 years solar cycle => P Jupiter = 11.8yr 1859 …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 HOW? Feedback in planetary periods, not observed! ApJ. 487(1997)930 2013

The 11 years solar cycle 1859 - HOW? 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

http://people.duke.edu/~ns2002/pdf/Scafetta_AGU-2012.pdf

(11  1.2) yr 11.01yr ≈ PV/E/J = 11.07yr Power spectrum 2012 N. Scafetta, J. Atm. & Sol.-Terr. Phys. 80 (2012) 296; http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364682612000648 Power spectrum analysis of the monthly average sunspot number record reveals the existence of three peaks (red). Periods of planetary tidal forces (blue). 11.8yr ≈ PJupiter = 11.86yr 11.01yr ≈ PV/E/J = 11.07yr 9.93yr= PJ/S ≈10.02yr Period [Years] Power spectrum (11  1.2) yr J.A. Abreu et al., A&A 548 (2012) A88;  http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2012/12/aa19997-12.pdf 2012

The new scenario for 11yr: The missing mechanism!? [B. Patla, 2013] At alignment : much more enhancement!!? Planetary gravitational DM flux enhancement  106 @ Sun Instead of planetary tides:

Quantify planetary gravitational lensing scenario 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!

In conclusion: 73

In conclusion: Persisting astrophysical problems suggest new physics 74

DM candidates:

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!

 σκοτεινή ύλη (Big Bang),  Ήλιος >>> CAST Πυρηνικές δυνάμεις  πρόβλημα  Νετρόνιο => ουδέτερο  + - Λύση: axions  σκοτεινή ύλη (Big Bang),  Ήλιος >>> CAST 56

Σας ευχαριστώ!

Σημείωμα χρήσης έργων τρίτων Το υλικό της παρουσίασης προέρχεται από τις προσωπικές σημειώσεις και το υλικό παρουσιάσεων του μαθήματος όπως δομήθηκαν από τον Ομότιμο Καθηγητή κ. Κωνσταντίνο Ζιούτα. Οι εικόνες, τα σχήματα και οι φωτογραφίες είναι δημιουργήματα του ιδίου ή τρίτων, διαθέσιμα στο διαδίκτυο, και τα οποία χρησιμοποιήθηκαν υπ’ ευθύνη του Καθηγητού, αποκλειστικά κατά την διάλεξη και δεν διατίθενται για οποιαδήποτε άλλη χρήση πέραν της παρουσίασης η οποία οφείλεται να χρησιμοποιείται για εκπαιδευτικούς σκοπούς ως έχει.

Σημείωμα αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Πατρών, Κωνσταντίνος Ζιούτας. «Αστροσωματιδιακή Φυσική. Ενότητα 1». Έκδοση: 1.0. Πάτρα 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https://eclass.upatras.gr/courses /PHY1947/

Σημείωμα αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση, Διανομή ως έχει, όχι Παράγωγα Έργα 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: •που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο •που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο •που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

Διατήρηση σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφ’ όσον υπάρχει). Τέλος Ενότητας