Primele rezultate ale celui mai mare și complex complex instrument științific de la stația spațială internațională au oferit indicii palpitante ale celor mai bine păstrate secrete ale particulelor, dar un semnal definitiv pentru materia întunecată rămâne evaziv. În timp ce AMS a detectat milioane de particule de antimaterie - cu un vârf anomal în pozitroni - cercetătorii nu pot încă exclude alte explicații, cum ar fi pulsarsele din apropiere.
„Aceste observații arată existența unor noi fenomene fizice”, a spus investigatorul principal al AMS, Samuel Ting, „și dacă dintr-o fizică a particulelor sau de origine astrofizică este nevoie de mai multe date. În lunile următoare, AMS va putea să ne spună în mod concludent dacă acești pozitroni sunt un semnal pentru materia întunecată sau dacă au o altă origine. "
AMS a fost adusă la ISS în 2011 în timpul zborului final al navetei spațiale Endeavour, penultimul zbor al navetei. Experimentul de 2 miliarde de dolari examinează zece mii de lovituri cu raze cosmice în fiecare minut, căutând indicii despre natura fundamentală a materiei.
În primele 18 luni de operare, AMS a colectat 25 de miliarde de evenimente. Acesta a găsit un exces anomal de pozitroni în fluxul de raze cosmice - 6,8 milioane sunt electroni sau contrapartida lor antimaterie, pozitroni.
AMS a constatat că raportul dintre pozitroni și electroni crește la energii cuprinse între 10 și 350 gigaelectronvolți, dar Ting și echipa sa au spus că creșterea nu este suficient de clară pentru a-l atribui în mod concis coliziunilor de materie întunecată. Dar, de asemenea, au descoperit că semnalul arată la fel în tot spațiul, ceea ce ar fi de așteptat dacă semnalul ar fi datorat materiei întunecate - lucrurile misterioase despre care se crede că vor ține galaxii laolaltă și vor conferi Universului structura sa.
În plus, energiile acestor pozitroni sugerează că ar fi putut fi create atunci când particule de materie întunecată s-au ciocnit și s-au distrus reciproc.
Rezultatele AMS sunt în concordanță cu rezultatele telescoapelor anterioare, cum ar fi instrumentele Fermi și PAMELA cu raze gamma, care au înregistrat și o creștere similară, dar Ting a spus că rezultatele AMS sunt mai precise.
Rezultatele lansate astăzi nu includ ultimele 3 luni de date, care nu au fost încă procesate.
„Ca măsurarea cea mai precisă a fluxului de pozitron cu raze cosmice până în prezent, aceste rezultate arată clar puterea și capacitățile detectorului AMS”, a spus Ting.
Razele cosmice sunt particule încărcate cu energie mare care pătrund în spațiu. Un exces de antimaterie în fluxul de raze cosmice a fost observat pentru prima dată în urmă cu aproximativ două decenii. Totuși, originea excesului rămâne inexplicabilă. O posibilitate, prevăzută de o teorie cunoscută sub numele de supersimetrie, este că pozitronii ar putea fi produși atunci când două particule de materie întunecată se ciocnesc și se anihilează. Ting a spus că, în următorii ani, AMS va perfecționa și mai mult precizia măsurării și va clarifica comportamentul fracției de pozitron la energiile de peste 250 GeV.
Deși are AMS în spațiu și departe de atmosfera Pământului - care permite instrumentelor să primească un baraj constant de particule cu energie mare - în timpul briefingului de presă, Ting a explicat dificultățile de operare a AMS în spațiu. „Nu poți trimite un student să iasă și să-l rezolve”, a răsturnat el, dar a adăugat, de asemenea, că tablourile solare ale ISS și plecarea și sosirea diverselor nave spațiale pot avea un efect asupra fluctuațiilor termice pe care le poate detecta echipamentul sensibil. „Trebuie să monitorizați și să corectați datele în mod constant sau nu obțineți rezultate exacte”, a spus el.
În ciuda înregistrării a peste 30 de miliarde de raze cosmice de când AMS-2 a fost instalat pe Stația Spațială Internațională în 2011, Ting a spus că rezultatele lansate astăzi se bazează pe doar 10% din citirile pe care instrumentul le va livra de-a lungul vieții sale.
Întrebat de cât timp are nevoie pentru a explora citirile anomale, Ting a spus doar „Încet”. Cu toate acestea, Ting va furniza o actualizare în iulie, la Conferința Internațională cu Ray Cosmic.
Mai multe informații: comunicat de presă CERN, hârtia echipei: Primul rezultat din spectrometrul Alpha Magnetic al Stației Spațiale Internaționale: Măsurarea precisă a fracției de pozitron în raze cosmice primare de 0,5-350 GeV
