Магнитный альфа-спектрометр, установленный на международной космической станции обнаружил обилие таинственных частиц. Первые результаты использования магнитного альфа-спектрометра (МАС) могли засвидетельствовать наличие темной материи.

 

Спектрометр темной материи

На самом деле пространство в окрестностях Земли кишит высокоэнергетическими частицами антиматерии и их гораздо больше, чем предполагалось ранее. Такое обилие позитронов (частиц зеркально противоположных отрицательно заряженным электронам) как раз и может стать свидетельством наличия темной материи. Хотя это и не подтверждено, и ученые пока не уверены, но новость об увеличении количества позитронов остается значительной заслугой МАС и одним из самых больших и дорогих экспериментов в истории. Из информации, полученной с Международной Космической Станции (МКС), находящейся на высоте порядка трехсот километров над Землей, следует, что научно-исследовательский модуль МАС может помочь специалистам в области космологии раскрыть состав темной материи.

Прямо сейчас модуль стоимостью порядка 2 миллиардов долларов решает важнейший вопрос: действительно ли количество позитронов избыточно. Первые результаты, были анонсированы на семинаре CERN. Сэмюэл Тинг (Samuel Ting), 77 летний исследователь и автор идеи постройки МАС, публикует данные, характеризуя это как “новый физический феномен” в статье журнала Physical Review Letters - одного из самых престижных в области физики.

“Этот эксперимент является первой попыткой подробно исследовать природу таких излишков. Мы наблюдали множество новых феноменов и вскоре нам станет известно их происхождение ”, - сказал он на семинаре.

С тех пор как МАС был доставлен шатлом Endeavour на МКС и закреплен на ней, он зарегистрировал порядка 30 миллиардов космических лучей. Было установлено соотношение позитронов и электронов, которое можно использовать для обнаружения темной материи. Как и ожидалось, большая часть высокоэнергетических электронов - это дошедшие до нас от взорвавшихся звезд или других источников космические лучи. Эти частицы постоянно бомбардируют Землю и другие объекты Солнечной Системы, но позитроны среди них встречаются редко. Однако по мере увеличения спектра исследуемых космических лучей, МАС улавливает все больше и больше позитронов.

Предыдущие эксперименты обнаружили подобное увеличение количества числа позитронов, но не смогли это доказать и объяснить, что это значит. Один из таких экспериментов назывался PAMELA (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics - нагрузка по исследованию антиматерии и астрофизики лёгких ядер), а второй - эксперимент NASA под названием GLAST (Gamma-ray Large Area Space Telescope - космический гамма телескоп Ферми, изучающий космос в диапазоне гамма излучений). Теперь, когда МАС подтвердил увеличение доли позитронов в космических лучах, ученые, возможно, вышли на верный путь в своих исследованиях.

“У теоретиков теперь будет прекрасная возможность повозиться с этими данными”, сказал Тинг своим коллегам из CERN.

Индикатор темной материи?

Физики полагают, что темная материя может состоять из так называемых вимпов (WIMP) - гипотетических слабовзаимодействующих массивных частиц. Если два вимпа столкнутся, они уничтожат друг друга, результатом чего станет появление электро-позитронной пары. Масса этих частиц соотносится с размером вимпов, а также с их энергией. Таким образом, наличие позитронов в определенном энергетическом диапазоне, может быть знаком аннигиляции темной материи и верным признаком ее присутствия в нашей части Вселенной.

Проблема лишь в том, что позитроны могут приходить и из других источников, например, пульсаров, которые так же излучают их в результате невероятно быстрого вращения. Так что избыток позитронов может означать вовсе не долгожданную разгадку тайн темной материи.

Но МАС может дать ответы и на другие вопросы относительно материи. С математической точки зрения ничто не могло бы существовать после Большого Взрыва, потому что материя и антиматерия должны были исчезнуть. Но этого не произошло, и Вселенная существует такой, какой мы ее видим сейчас. Вопрос - почему? МАС может обнаружить экзотические частицы от нейтралино до страпельки, которые могут помочь найти ответ на этот вопрос.

Не одно десятилетие бился Сэмюэл Тинг над постройкой МАС и выводом его на орбиту. И хотя строительство было приостановлено на некоторое время после катастрофы шатла Колумбия 1 февраля 2003г, он все равно продвигал свою идею в Конгресс с требованием к NASA запустить спектрометр.

Сам по себе этот прибор является крупнейшим достижением науки, оснащенным самой чувствительной электроникой и, вероятно, самым точным вычислительным оборудованием, которое когда-либо было использовано на космических модулях. Никто никогда не озвучивал сумму, затраченную на проект, но она составляет примерно от 1,2 до 2 миллиардов долларов. Семи тонное устройство работает по принципу ускорителя частиц в CERN, в котором присутствует постоянный магнит, работающий в условиях криогенных температур. Он преломляет траектории поступающих в него частиц и по радиусу кривизны оценивает их импульс, природу и заряженность. Магнит заполнен ксеноном, в него встроены идеально ровные трубы, структуру которых Тинг выверял медицинским оборудованием.

“Я поместил их в госпиталь, словно пациентов и провел им компьютерную томографию”, - сказал он - “Нам понадобилось порядка 18 лет, чтобы получить эти результаты”.

Материал подготовлен редакцией сайта Техножизнь на основе информации, полученной из открытых источников. Источник: www.popsci.com. Любое использование интернет-изданиями данного материала возможно только с указанием активной ссылки на сайт Техножизнь.

Читать также:

10 технологий NASA Инновационный радиотелескоп SKA
Марс и комета С/2013 А1 Космический аппарат Альтаир
Освоение космических ресурсов Добыча астероидов DSI

Все статьи раздела "Космос"

 

 


Вы здесь: Главная Космос Тайна темной материи

Наши партнеры

мы Вконтакте следуйте за нами в твиттере будьте на связи с нами в фейсбук мы в Google+