Neděle, 27 září
Shadow

Vědci z experimentu AMS naměřili přebytek antihmoty ve vesmíru

Detektor AMS na Mezinárodní kosmické stanici. Zdroj: Sciencedaily
Detektor AMS na Mezinárodní kosmické stanici. Zdroj: Sciencedaily

Mezinárodní tým, který pracuje na projektu Alpha Magnetic Spectrometr (AMS), zveřejnil 3. dubna první výsledky svého pátrání po temné hmotě. Výsledky, které na semináři v CERN prezentoval mluvčí týmu profesor Samuel Ting, budou oficiálně publikovány v časopise Physical Review Letters. Podle prezentace profesora Tinga vědci pozorovali přebytek pozitronů v kosmickém záření.

Výsledky experimentu AMS zahrnují 25 miliard měření včetně 400 000 pozitronů v energetickém rozmezí 0.5 až 350 GeV, nasbíraných za poslední rok a půl. Jedná se o největší soubor měření částic antihmoty provedených ve vesmíru. Podíl pozitronů se zvyšuje v energetické oblasti 10 až 250 GeV, data dále ukazují, že rychlost růstu energetického spektra (počet částic jako funkce jejich energie) se mezi 20 a 250 GeV sníží přibližně o řád.

Z dat neplyne žádná závislost na čase či na směru, ze kterého částice přilétají. Tyto výsledky jsou v souladu s teorií, podle které pozitrony pocházejí z anihilace částic temné hmoty, vědci ale na základě těchto měření nejsou schopni vyvrátit jiné teorie o původu těchto pozitronů.

„Vzhledem k tomu, že se jedná o nejpřesnější detekci pozitronového toku v kosmickém záření, která byla doposud provedena, dokazují tyto výsledky mimořádné schopnosti detektoru AMS,“ řekl Samuel Ting. „Během několika dalších měsíců, nám AMS definitivně řekne, zda tyto pozitrony skutečně signalizují temnou hmotu, nebo mají úplně jiný původ.“

Kosmické záření tvoří nabité vysokoenergetické částice, které letí napříč vesmírem. Experiment AMS, který je nainstalován na Mezinárodní kosmické stanici, má za úkol studovat toto záření ještě předtím, než bude ovlivněno atmosférou Země. Přebytek antihmoty v kosmickém záření byl poprvé pozorován asi před dvaceti lety. Původ tohoto nadbytku ale zatím zůstává neobjasněn. Jedna z možností, kterou předpovídají především supersymetrické teorie, je produkce pozitronů při srážce a anihilaci dvou částic temné hmoty. Pokud bereme v úvahu izotropní rozdělení temné hmoty, nové výsledky AMS jsou v souladu s touto teorií. Každopádně zatím není možné vyvrátit ani teorii, která považuje za zdroje těchto pozitronů pulsary rozmístěné okolo galaktické roviny. Supersymetrikcé teorie dále předpokládají ostrý konec energetického spektra v oblasti hmotnosti částic temné hmoty, taková hrana ale zatím pozorována nebyla. V příštích letech AMS dále zlepší přesnost měření a má objasnit podíl pozitronů s energií nad 250 GeV.

„Když vezmete nový přesný detektor a začnete ho používat v novém režimu, s napětím očekáváte nové výsledky. Doufáme, že tyto zveřejněné výsledky budou jen první z mnoha,“ řekl Ting „AMS je první detektor, který bude měřit ve vesmíru s přesností 1%. Na téhle hladině přesnosti budeme schopni říct, zda námi pozorované pozitrony mají původ v temné hmotě nebo pulsarech.“

Temná hmota je jednou z největších a nejdůležitějších záhad dneška. Temná hmota tvoří čtvrtinu hmotnosti/energie vesmíru a může být pozorována na základě gravitační interakce s běžnou hmotou, ale na přímou detekci se stále čeká. Hledání temné hmoty se účastní experimenty ve vesmíru, například právě AMS, ale také urychlovač LHC a mnoho dalších podzemních laboratoří.

„Výsledky AMS jsou velkým příkladem toho, jak se můžou doplňovat experimenty na Zemi a ve vesmíru,“ řekl generální ředitel CERN Rolf Heuer. „Při takovéto práci v tandemu můžeme očekávat rozuzlení záhady temné hmoty v několika příštích letech.“

Zdroj: CERN press office

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..