Ο ανιχνευτής διαστημικού σταθμού βρίσκει επιπλέον αντιύλη στο διάστημα, ίσως τη σκοτεινή ύλη
Τα πρώτα αποτελέσματα από το μεγαλύτερο και πιο περίπλοκο επιστημονικό όργανο στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό έδωσαν δελεαστικές ενδείξεις για τα καλύτερα φυλαγμένα μυστικά σωματιδίων της φύσης, αλλά ένα οριστικό μήνυμα για τη σκοτεινή ύλη παραμένει άπιαστο. Ενώ το AMS έχει εντοπίσει εκατομμύρια σωματίδια αντιύλης - με μια ανώμαλη ακίδα σε ποζιτρόνια - οι ερευνητές δεν μπορούν ακόμη να αποκλείσουν άλλες εξηγήσεις, όπως τα κοντινά πάλσαρ.
«Αυτές οι παρατηρήσεις δείχνουν την ύπαρξη νέων φυσικών φαινομένων», είπε ο κύριος ερευνητής του AMS, Samuel Ting, και αν από φυσική ή αστροφυσική προέλευση απαιτούνται περισσότερα δεδομένα. Τους επόμενους μήνες, το AMS θα είναι σε θέση να μας πει οριστικά εάν αυτά τα ποζιτρόνια είναι ένα σήμα για τη σκοτεινή ύλη ή αν έχουν κάποια άλλη προέλευση».
Το κλάσμα ποζιτρονίων μετρήθηκε με AMS. Πίστωση: CERN.
Το AMS μεταφέρθηκε στον ISS το 2011 κατά τη διάρκεια της τελευταίας πτήσης του διαστημικού λεωφορείου Endeavour, της προτελευταίας πτήσης του λεωφορείου. Το πείραμα των 2 δισεκατομμυρίων δολαρίων εξετάζει δέκα χιλιάδες χτυπήματα κοσμικών ακτίνων κάθε λεπτό, αναζητώντας ενδείξεις για τη θεμελιώδη φύση της ύλης.
Κατά τους πρώτους 18 μήνες λειτουργίας, το AMS συγκέντρωσε 25 δισεκατομμύρια συμβάντα. Βρήκε μια ανώμαλη περίσσεια ποζιτρονίων στη ροή της κοσμικής ακτίνας — 6,8 εκατομμύρια είναι ηλεκτρόνια ή το αντίστοιχο της αντιύλης, ποζιτρόνια.
Το AMS διαπίστωσε ότι η αναλογία ποζιτρονίων προς ηλεκτρόνια αυξάνεται σε ενέργειες μεταξύ 10 και 350 gigaelectrovolt, αλλά ο Ting και η ομάδα του είπαν ότι η άνοδος δεν είναι αρκετά απότομη για να την αποδώσει οριστικά σε συγκρούσεις σκοτεινής ύλης. Αλλά βρήκαν επίσης ότι το σήμα φαίνεται το ίδιο σε όλο το διάστημα, κάτι που θα ήταν αναμενόμενο αν το σήμα οφειλόταν στη σκοτεινή ύλη - το μυστηριώδες υλικό που πιστεύεται ότι συγκρατεί τους γαλαξίες και δίνει στο Σύμπαν τη δομή του.
Επιπλέον, οι ενέργειες αυτών των ποζιτρονίων υποδηλώνουν ότι μπορεί να δημιουργήθηκαν όταν σωματίδια σκοτεινής ύλης συγκρούστηκαν και κατέστρεψαν το ένα το άλλο.
Ένα στιγμιότυπο οθόνης από την παρουσίαση του Ting στο CERN στις 3 Απριλίου 2013. «Μας πήρε 18 χρόνια για να ολοκληρώσουμε αυτό το αποτέλεσμα», είπε ο Ting.
Τα αποτελέσματα του AMS είναι συνεπή με τα ευρήματα προηγούμενων τηλεσκοπίων, όπως τα όργανα ακτίνων γάμμα Fermi και PAMELA, τα οποία επίσης παρουσίασαν παρόμοια άνοδο, αλλά ο Ting είπε ότι τα αποτελέσματα του AMS είναι πιο ακριβή.
Τα αποτελέσματα που δόθηκαν σήμερα στη δημοσιότητα δεν περιλαμβάνουν δεδομένα των τελευταίων 3 μηνών, τα οποία δεν έχουν ακόμη υποστεί επεξεργασία.
«Ως η πιο ακριβής μέτρηση της ροής ποζιτρονίων της κοσμικής ακτίνας μέχρι σήμερα, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ξεκάθαρα την ισχύ και τις δυνατότητες του ανιχνευτή AMS», είπε ο Ting.
Οι κοσμικές ακτίνες είναι φορτισμένα σωματίδια υψηλής ενέργειας που διαπερνούν το διάστημα. Μια περίσσεια αντιύλης στη ροή της κοσμικής ακτίνας παρατηρήθηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου δύο δεκαετίες. Η προέλευση της υπέρβασης, ωστόσο, παραμένει ανεξήγητη. Μια πιθανότητα, που προβλέπεται από μια θεωρία γνωστή ως υπερσυμμετρία, είναι ότι τα ποζιτρόνια θα μπορούσαν να παραχθούν όταν δύο σωματίδια σκοτεινής ύλης συγκρούονται και εκμηδενίζονται. Ο Ting είπε ότι τα επόμενα χρόνια, το AMS θα βελτιώσει περαιτέρω την ακρίβεια της μέτρησης και θα διευκρινίσει τη συμπεριφορά του κλάσματος ποζιτρονίων σε ενέργειες άνω των 250 GeV.
Αν και έχοντας το AMS στο διάστημα και μακριά από την ατμόσφαιρα της Γης – επιτρέποντας στα όργανα να δέχονται έναν συνεχή καταιγισμό σωματιδίων υψηλής ενέργειας – κατά τη διάρκεια της ενημέρωσης Τύπου, ο Ting εξήγησε τις δυσκολίες λειτουργίας του AMS στο διάστημα. «Δεν μπορείς να στείλεις έναν μαθητή να βγει και να το φτιάξει», είπε ειρωνικά, αλλά πρόσθεσε επίσης ότι οι ηλιακές συστοιχίες του ISS και η αναχώρηση και η άφιξη των διαφόρων διαστημικών σκαφών μπορεί να έχουν επίδραση στις θερμικές διακυμάνσεις που μπορεί να ανιχνεύσει ο ευαίσθητος εξοπλισμός. «Πρέπει να παρακολουθείτε και να διορθώνετε τα δεδομένα συνεχώς διαφορετικά δεν παίρνετε ακριβή αποτελέσματα», είπε.
Παρά το γεγονός ότι κατέγραψε πάνω από 30 δισεκατομμύρια κοσμικές ακτίνες από τότε που το AMS-2 εγκαταστάθηκε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό το 2011, ο Ting είπε ότι τα ευρήματα που δημοσιεύθηκαν σήμερα βασίζονται μόνο στο 10% των μετρήσεων που θα προσφέρει το όργανο κατά τη διάρκεια της ζωής του.
Ερωτηθείς πόσο χρόνο χρειάζεται για να εξερευνήσει τις ανώμαλες αναγνώσεις, ο Τινγκ είπε απλώς: «Σιγά-σιγά». Ωστόσο, ο Ting φέρεται να παρέχει μια ενημέρωση τον Ιούλιο στη Διεθνή Διάσκεψη Κοσμικής Ακτίνας.
Περισσότερες πληροφορίες: Δελτίο τύπου του CERN , το χαρτί της ομάδας: Πρώτο αποτέλεσμα από το άλφα μαγνητικό φασματόμετρο στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό: Μέτρηση ακριβείας του κλάσματος ποζιτρονίων σε πρωτογενείς κοσμικές ακτίνες 0,5–350 GeV
