Силни доказателства за съществуването на тъмната материя с инструмент на борда на МКС

Два научни екипа, действащи независимо един от друг, стигнаха до много сходни заключения въз основа на едни и същи данни.

Макар че това не е окончателното доказателство за тъмната материя, то със сигурност е много важна стъпка, която показва, че сме все по-близо до създаването на детайлна картина на това какво представлява тъмната материя, пише Universe Today.

Наскоро бяха публикувани две научни статии в Physical Review Letters, които дават един първи поглед върху естеството на тъмната материя на базата на резултатите от измерванията направени с магнитния спектрометър "Алфа" (Alpha Magnetic Spectrometer - AMS-02), детектор на частици, който е от 2011 година на Международната космическа станция.

AMS-02 е един от най-съвременните детектори на тези елементарни частици, които някои смятат теоретично, че се произвеждат от унищожаването на частиците на тъмната материя.

^{Инструментът AMS-02. Източник: NASA}

На пръв поглед в AMS-02 е предназначен да изследва космическите лъчи, високоенергийно лъчение, което идва при нас от всички посоки на Вселената и бомбардира Земята. Той следи по-специално антипротоните, отрицателно заредените античастици на протона.

Двата научни колектива използват данните, за да тестват теориите за тъмната материя, невидимата загадъчна и засега неуловима материя, която представлява около една четвърт от енергията на масата на Вселената. Под фокус е по-точно теорията, че тъмната материя е съставена от слабо-взаимодействали масивни частици (Weakly-Interacted Massive Particles - WIMPs). Според нея антипротони се произвеждат във всеки процес, при който частиците тъмната материя се унищожават при сблъсък една с друга.

Това може да протече по следния начин (със "суперсиметрично неутралино" са обозбачени частиците тъмна материя):

^{Според теорията на суперсиметрията частиците тъмна материя, известни като WIMPs се унищожават помежду си, създавайки каскада от частици и радиация. Източник: Sky & Telescope / Gregg Dinderman.}

Двата екипа независимо един от друг проверяват резултатите от измерванията на AMS-02. Съставени са компютърни симулации, с които се проверяват потенциалните причини и след това се преглеждат кои от тях най-добре отговарят на тези резултати - тъмната материя или обикновен астрофизически случай като пулсари например.

Резултатът е, че тъмната материя се очертава като най-доброто обяснение!

^{Връзката на измерванията на AMS-02 в сравнение с модела с тъмна материя и без тъмна материя. Лявата графиката показва най-доброто съвпадение. Източник: Cuoco et al.}

"Ние считаме, че резултатите сочат сигнал тъмна материя за маси на частиците тъмна материя в близост до 80 GeV. [...] Много точното скорошно измерване на потока антипротони в космическите излъчвания от експеримента AMS-02 ни позволява да постигнем безпрецедентна чувствителност към възможни сигнали тъмна материя, фактор ~ 4 , по-силен от границите на гама лъчите, наблюдавани от галактики-джуджета. Освен това откриваме една интригуваща индикация за сигнал на тъмна материя в потока антипротони, съвместим с тълкуването на тъмната материя на излишъка гама лъчи в галактическия център" посочват в доклада си Алесандро Куко (Allessandro Cuoco) и сътрудниците му.

Резултатите, както се посочва в статията са доста благоприятни и дават подобни оценки за масите в изследването. "В сравнение с астрофизическия фон откриваме, че само хипотезата за сигнал от тъмната материя е фаворит", пишат те. "Масата на покой на частиците тъмна материя е 20 - 80 GeV", заключава Куко и екипът му, което е 85 пъти повече от протона или антипротона.

Още по темата

03/05/2017

Космос

Сигналите тъмна материя в центъра на Млечния път се оказаха не толкова "тъмни"

14/04/2017

Космос

Заснеха първия "образ" на мрежа тъмна материя, свързваща галактики

16/03/2017

Космос

В младата Вселена е имало по-малко тъмна материя (видео)

06/02/2017

Космос

Намерена е следа от разпад на тъмна материя в отчетите на няколко ренгенови телескопа