Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег РИА Наука
РИА Наука

Космический детектор AMS "нащупал" след темной материи

© Фото : NASAДетектор AMS на борту Международной космической станции
Детектор AMS на борту Международной космической станции
Читать ria.ru в
Данные AMS свидетельствуют, что в диапазоне с 10 до 250 ГэВ доля позитронов относительно суммарного количества позитронов и электронов демонстрирует аномальный рост, который не предсказывает теория. Одним из вероятных объяснений этого избытка позитронов может служить аннигиляция частиц темной материи.

МОСКВА, 3 апр — РИА Новости. Детектор AMS-02, установленный на Международной космической станции (МКС), вслед за российско-итальянским проектом "Памела" обнаружил аномальный избыток позитронов в космических лучах, что может являться следом темной материи — загадочной субстанции, на долю которой приходится более четверти массы Вселенной.

В среду глава эксперимента, Нобелевский лауреат по физике 1976 года Сэмюэл Тин (Samuel Ting) представил на семинаре в ЦЕРНе первые результаты работы детектора, который был установлен на МКС в мае 2011 года. С этого времени магнитный альфа-спектрометр (Alpha Magnetic Spectrometer, AMS-02), предназначенный для поиска следов темной материи и антиматерии, зафиксировал около 25 миллиардов частиц, в том числе 400 тысяч позитронов в диапазоне энергий от 0,5 до 350 гигаэлектронвольт.

Данные AMS свидетельствуют, что в диапазоне с 10 до 250 гигаэлектронвольт доля позитронов относительно суммарного количества позитронов и электронов демонстрирует аномальный рост, который не предсказывает теория. Такой же рост в 2008 году зафиксировал российско-итальянский детектор PAMELA на борту спутника "Ресурс-ДК1". Ученые заявили, что одним из вероятных объяснений этого избытка позитронов может служить аннигиляция частиц темной материи, в результате чего рождаются эти частицы.

"В следующие месяцы AMS сможет определенно сказать нам, являются ли эти позитроны сигналом от темной материи или же они имеют другой источник", — сказал Тин.

Данные AMS не показали какой-то зависимости спектра частиц от направления, что может рассматриваться как подтверждение того, что источником избыточных позитронов является темная материя, а не точечные астрофизические объекты. Однако пока данные детектора не позволяют исключить альтернативные объяснения — например, что их источником являются пульсары в плоскости Галактики.

Кроме того, теория предсказывает, что если дело все же в темной материи, то доля позитронов должна перестать расти при энергиях выше 250 гигаэлектронвольт. В этой области пока недостаточно измерений, и как ожидается, AMS в течение следующих нескольких лет сможет прояснить, как ведут себя позитроны в зоне выше 250 гигаэлектронвольт.

Научный руководитель проекта "Памела", директор Института космофизики МИФИ и сотрудник ФИАНа Аркадий Гальпер, отметил, что работа проекта AMS — "очень большая и ценная работа, это новый шаг".

"Теперь с большей статистикой и с некоторым продвижением в сторону больших энергий полностью подтверждается результат "Памелы", но наши американские коллеги надеются, что у них будет еще возможность получить статистические данные, и тогда можно будет ответить более определенно на вопрос о происхождении аномалии", — сказал ученый РИА Новости.

Темная кошка в темной комнате

Темная материя — невидимая субстанция, о наличии которой можно судить только по ее гравитационному воздействию. Согласно последним данным, полученным европейским космическим телескопом "Планк", на долю "обычной" материи приходится 4,9% массы Вселенной, на темную материю, которую пока удалось обнаружить лишь по косвенным признакам — 26,8% массы.

Существует несколько гипотез о возможной природе темной материи. Согласно одной из наиболее популярных, темная материя может

состоять из тяжелых частиц, которые почти не взаимодействуют с обычной материей — "вимпов" (Weakly Interacting Massive Particles — WIMP).

Возможные следы существования "вимпов" обнаружил российско-итальянский проект "Памела" (PAMELA — Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Аstrophysics, "научная аппаратура для поиска антиматерии и изучения астрофизики легких ядер"). Он стартовал в июне 2006 года, когда на борту спутника "Ресурс-ДК1", предназначенного для фотосъемки Земли, на орбиту отправился cпектрометр PAMELA, который способен регистрировать космические античастицы и частицы в широком диапазоне энергий.

Детектор "увидел", что в области энергий около 10 гигаэлектронвольт доля позитронов относительно суммарного количества позитронов и электронов начала расти, и увеличивалась примерно в 10 раз в области энергий выше 100 гигаэлектронвольт.

"Данные "Памелы" не свидетельствовали однозначно об открытии частиц, из которых возможно состоит темная материя, но этот избыток может быть действительно связан со столкновениями и аннигиляцией частиц темной материи с появлением дополнительного потока позитронов. Либо же их источником могут быть какие-то астрофизические объекты, например пульсары, но это пока тоже не подтверждено", — сказал Гальпер.

По его словам, данные AMS практически повторяют результаты "Памелы" с более высоким уровнем точности.

"Отличие AMS в том, что у него больше информации, у них больше число событий, поэтому у них статистика гораздо больше. В этом смысле их данные полностью ложатся на наши данные, но они сделаны с меньшей статистической ошибкой и немного продвинуты в зону более высоких энергий", — сказал ученый.

Возможно, отметил Гальпер, за время работы американского детектора на борту МКС, ученые смогут продвинуться в область более высоких энергий, увидеть более детально спектр в этой зоне, и понять, что же является источником избытка позитронов — астрофизические объекты или темная материя.

Искать следы в гамма-диапазоне

Говоря о перспективах дальнейших поисков следов темной материи, Гальпер отметил, что возможной стратегией здесь будет поиск следов распада "вимпов" на другие частицы, в частности, на гамма-кванты.

"Этот метод позволяет обеспечить большую точность, а значит большую уверенность в том, что мы обнаружили именно темную материю", — сказал он.

Решить эту задачу сможет российский космический гамма-телескоп "Гамма-400", который сможет вести наблюдения в гамма-диапазоне с непревзойденно высоким разрешением. По словам Гальпера, этот аппарат, запуск которого, по последним данным, планировался на 2016 год, сможет видеть очень узкие спектральные линии в гамма-диапазоне, а значит точнее определять источник гамма-квантов, одним из которых может быть аннигиляция "вимпов".

Рекомендуем
Топор
На Сахалине учительница литературы пришла к второклассникам с топором
Председатель комиссии Совета Федерации РФ по информационной политике Алексей Пушков на заседании Совета Федерации РФ. 22 апреля 2019
Пушков оценил жесткий ответ Лукашенко на слова Макрона об отставке
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала