Au fost date publicității primele date obținute cu ajutorul spectrometrului magnetic alfa (Alpha Magnetic Spectrometer – AMS), amplasat la bordul Stației Spațiale Internaționale. Rezultatele par să conțină indicii despre materia întunecată.
Pe data de 3 aprilie, CERN a organizat o conferință de presă în care au fost prezentate primele date obținute cu ajutorul instrumentului AMS 02, instalat, în mai 2011, la bordul Stației Spațiale Internaționale. Cu ajutorul lui se pot identifica și determina caracteristicile fizice ale particulelor care alcătuiesc radiațiile cosmice. Până în prezent el a detectat circa 2,5 miliarde de particule, dintre care mai mult de 400.000 sunt pozitroni (antiparticula electronului).
O prezentare generală a AMS 02
Cu ajutorul AMS 02 a putut fi analizat fracția de pozitroni (raportul dintre fluxul de pozitroni și fluxul combinat, electroni plus pozitroni), în funcție de energia particulelor respective, cuprinsă între 0,5 și 350 GeV. Astfel s-a putut constata o scădere continuă a acestui raport o dată cu creșterea energiei, pentru intervalul cuprins între 0,5 și 10 GeV, urmată de o creștere, cu un ordin de mărime, pentru intervalul 20-250 GeV. Dincolo de această valoare, până la 350 GeV, curba se aplatizează. De precizat că pentru valori ale energiei pozitronilor dincolo de 200 GeV datele sunt deocamdată provizorii, fiind nevoie de mai multe determinări statistice.
Distribuția fracției de pozitroni în funcție de energie.
Dincolo de aceste cifre plicticoase, este de remarcat un aspect important. Fracția de pozitroni nu variază în timp, iar particulele respective nu vin dintr-o direcție anume. Un alt aspect foarte important este reprezentat de creșterea fracției de pozitroni la energii înalte. Aceasta nu poate fi explicată pe baza fizicii actuale. Samuel Ting, laureat Nobel în 1976 și cercetător principal pentru AMS 02 (de altfel el este cel care s-a luptat realizarea detectorului AMS) arăta că: ”Aceste rezultate ne arată existența unor noi fenomene fizice, iar originea fizică sau astrofizică a acestor particule impun colectarea de date suplimentare. În lunile următoare AMS ne va putea ajuta să spunem că acești pozitroni sunt semnalul pentru materia întunecată sau dacă au o altă origine.” Se presupune că excesul de pozitroni la energii înalte ar fi rezultatul anihilării reciproce a particulelor care compun materia întunecată. Dar, pentru a fi siguri că ipoteza este corectă, avem nevoie de date suplimentare, mai ales pentru excesul de pozitroni cu energii mai mari de 250 GeV. Samuel Ting: ”Am spus că datele noastre indică existența materiei întunecate, dar nu putem exclude că pulsarii [ar putea fi sursa acestui exces de pozitroni la energii mari]. Sunt încrezător [în clarificarea acestor aspecte], deoarece, pe durata de funcționare a Stației Spațiale Internaționale, [vom acumula suficiente date] pentru a rezolva această problemă.”
Vom putea fi siguri că excesul de pozitroni este rezultatul anhilării de particule de materie întunecată după ce se vor acumula mai multe date pentru energii mai mari de 200 GeV. Teoretic ar trebui ca dincolo de 250 de GeV să constatăm o scădere abruptă a fluxului de pozitroni, deoarece energia lor nu poate fi mai mare decât cea corespunzătoare masei particulelor de materie întunecată.
Sursa: Comunicat CERN, First Result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5–350 GeV (Phys. Rev. Lett. 110, 141102, 2013)
