Před několika lety nám datové zatížení pro zkoumání látek antihmoty a astrofyziky lehkých jader, PAMELA, poslalo zpět nějaké podivné informace ... přetížení antihmoty v Mléčné dráze. Proč má tento člen spektra kosmického záření zajímavé důsledky pro vědeckou komunitu? Mohlo by to znamenat důkaz potřebný k potvrzení existence temné hmoty.
Zaměstnáním Fermi Large Area Telescope mohli vědci z Kavliho institutu pro částicovou astrofyziku a kosmologii (KIPAC) na Stanfordské univerzitě ověřit výsledky zjištění PAMELA. A co víc, zdá se, že díky tomu, že jsou ve vysokém energetickém konci spektra, ověřuje současné myšlení o chování temné hmoty a jak může produkovat pozitrony.
"Existují různé teorie, ale základní myšlenkou je, že pokud by částice temné hmoty měla splnit její antičástice, obě by byly zničeny." A tento proces ničení by vytvořil nové částice, včetně pozitronů. “ říká Stephan Funk, docent na Stanfordu a člen KIPAC. „Když se experiment PAMELA podíval na spektrum pozitronů, což znamená vzorkování pozitronů v různých energetických hladinách, zjistil více, než by se očekávalo od již pochopených astrofyzikálních procesů. Důvodem, proč PAMELA vyvolalo takové vzrušení, je to, že je přinejmenším možné, že nadbytek pozitronů pochází z ničení částic temné hmoty. “
Došlo však k závadě v tom, co by mohlo být hladkým řešením. Při současném myšlení klesá positronový signál, když dosáhne určité úrovně - zjištění, které nebylo ověřeno a vedlo vědce k závěru, že výsledky nebyly přesvědčivé. Ale výzkum tam nekončil. Tým tvořený Funkem, Justinem Vandenbrouckem, postdoktorandem a postgraduálním studentem Kavli Fellow a avli podporovaným Warit Mitthumsiri, přišel s některými kreativními řešeními. Zatímco Fermiho gama-kosmický dalekohled nedokáže rozlišovat mezi záporně nabitými elektrony a pozitivně nabitými pozitrony bez magnetu - skupina přišla s jejich potřebami jen pár set mil daleko.
Vlastní magnetické pole Země…
To je správně. Naše vlastní planeta je schopna ohýbat cesty těchto vysoce nabitých částic. Nyní nastal čas, aby výzkumný tým zahájil studii geofyzikálních map a přesně zjistil, jak Země prosévala dříve detekované částice. Byl to nový způsob filtrování zjištění, ale mohl by to fungovat?
"To, co pro mě bylo pro tuto analýzu nejzábavnější, je její interdisciplinární charakter." Bez této podrobné mapy magnetického pole Země, kterou poskytl mezinárodní tým geofyziků, bychom absolutně nemohli provést měření. Abychom mohli toto měření provést, museli jsme pochopit magnetické pole Země, což znamenalo poréznost nad prací publikovanou vědci v jiné disciplíně úplně z jiných důvodů. “ řekl Vandenbroucke. "Velkou snahou je, jak hodnotné je měřit a rozumět světu kolem nás v mnoha ohledech." Jakmile budete mít tyto základní vědecké znalosti, je často překvapivé, jak mohou být tyto znalosti užitečné. “
Kupodivu stále ještě přišli s více než očekávaným množstvím antihmotových pozitronů, jak bylo dříve uvedeno Příroda. Zjištění však znovu neukazovala teoretický pokles, který by se měl očekávat, pokud by se jednalo o temnou hmotu. I přes tyto neprůkazné výsledky je to stále jedinečný způsob, jak se dívat na obtížné studie a co nejlépe využít to, co je po ruce.
"Zjistil jsem, že je fascinující pokusit se co nejlépe využít astrofyzikální nástroj, a myslím, že jsme to provedli tímto měřením." Bylo velmi uspokojivé, že se zdálo, že náš přístup, jak je nový, fungoval tak dobře. Také musíte opravdu jít tam, kam vás věda dovede. “ říká Funk. „Naší motivací bylo potvrdit výsledky PAMELA, protože jsou tak vzrušující a neočekávané. A pokud jde o pochopení toho, co se nám vesmír vlastně snaží říci, myslím, že je důležité, aby výsledky PAMELA byly potvrzeny úplně jiným nástrojem a technikou. “
Původní zdroj příběhu: Kavli Foundation News Release. Pro další čtení: Měření samostatných spekter elektronů kosmického záření a pozitronů pomocí Fermi Large Area Telescope.
