Muutama vuosi sitten antimateriaalien etsinnän ja valoytimien astrofysiikan hyötykuorma PAMELA lähetti meille takaisin uteliaita tietoja ... ylenmäärä anti-ainetta Linnunradalla. Miksi tällä kosmisen säteilyn spektrin jäsenellä on mielenkiintoisia vaikutuksia tiedeyhteisöön? Se voisi tarkoittaa todisteita, joita tarvitaan tumman aineen olemassaolon vahvistamiseksi.
Hyödyntämällä Fermin laaja-alaista kaukoputkea, Stanfordin yliopiston Kavlin hiukkasastrofysiikan ja kosmologian instituutin (KIPAC) tutkijat pystyivät todentamaan PAMELAn havaintojen tulokset. Lisäksi, koska nämä spektrit ovat korkean energian päässä, nämä määrät näyttävät vahvistavan nykyisen ajattelun tumman aineen käyttäytymisestä ja siitä, kuinka se voi tuottaa positoneja.
”Teorioita on erilaisia, mutta perusajatuksena on, että jos tummaainepartikkeli vastaisi sen antihiukkasta, molemmat hävitettäisiin. Ja tuhoamisprosessi tuottaisi uusia hiukkasia, mukaan lukien positronit. " sanoo Stephan Funk, Stanfordin apulaisprofessori ja KIPAC: n jäsen. ”Kun PAMELA-kokeilu tarkasteli positronien spektriä, mikä tarkoittaa positronien näytteenottoa eri energiatasoilla, se löysi enemmän kuin mitä jo odotettavissa jo ymmärretyistä astrofysiikan prosesseista. Syynä siihen, että PAMELA aiheutti tällaista jännitystä, on se, että ainakin on mahdollista, että ylimääräiset positronit tulevat tummien aineiden hiukkasten tuhoamisesta. "
Mutta siinä, mikä olisi saattanut olla sujuva ratkaisu, on ollut häiriöitä. Nykyisellä ajattelulla positronisignaali putoaa, kun se saavuttaa tietyn tason - havainto, jota ei varmennettu ja johti tutkijoiden mielestä tulokset olivat epävarmat. Mutta tutkimus ei vain päättynyt siihen. Funk, Funkin, Justin Vandenbroucken, postdokumentin ja Kavli Fellowin sekä avlin tukeman jatko-opiskelijan Warit Mitthumsirin muodostama ryhmä keksi joitain luovia ratkaisuja. Vaikka Fermi Gamma-ray-avaruusteleskooppi ei pysty erottamaan negatiivisesti varautuneita elektroneja positiivisesti varautuneista positroneista ilman magneettia - ryhmä keksi tarpeet vain muutaman sadan mailin päässä.
Maan oma magneettikenttä ...
Oikein. Oma planeettamme kykenee taivuttamaan näiden erittäin varautuneiden hiukkasten polkuja. Nyt oli tutkimusryhmän aika aloittaa geofysiikan karttoja koskeva tutkimus ja selvittää tarkalleen, kuinka Maa seulotti aiemmin havaitut hiukkaset. Se oli uusi tapa suodattaa havaintoja, mutta voisiko se toimia?
”Minusta hauskaa tässä analyysissä on sen monitieteinen luonne. Emme ehdottomasti olisi voineet tehdä mittauksia ilman tätä yksityiskohtaista karttaa maan magneettikentästä, jonka toimitti kansainvälinen geofysiikaryhmä. Joten tämän mittauksen tekemiseksi meidän täytyi ymmärtää maan magneettikenttä, mikä tarkoitti työn purkamista kokonaan erilaisista syistä, jotka tutkijat julkaisivat kokonaan toisella tieteenalalla. " sanoi Vandenbroucke. ”Täällä on suuri takea, kuinka arvokasta on mitata ja ymmärtää ympäröivää maailmaa mahdollisimman monella tavalla. Kun sinulla on tämä tieteellinen perustieto, on usein yllättävää, kuinka se voi olla hyödyllistä. "
Kummallista, mutta he keksivät silti enemmän kuin odotettiin antimateriaalin positronien määrää, kuten aiemmin ilmoitettiin luonto. Mutta taas havainnot eivät osoittaneet teoreettista pudotusta, jota oli odotettavissa, jos pimeä aine oli mukana. Näistä tulkitsemattomista tuloksista huolimatta se on silti ainutlaatuinen tapa tarkastella vaikeita tutkimuksia ja hyödyntää parhaillaan käsillä olevaa.
”Minusta on kiehtovaa yrittää saada irti astrofysikaalisesta instrumentista ja uskon, että teimme sen tällä mittauksella. Oli erittäin tyydyttävää, että lähestymistapanamme, sellaisena kuin se oli, näytti toimivan niin hyvin. Lisäksi sinun on todellakin mentävä sinne, missä tiede vie sinut. ” sanoo Funk. ”Motivoitumme oli vahvistaa PAMELA-tulokset, koska ne ovat niin jännittäviä ja odottamattomia. Ja sikäli kuin ymmärrän, mitä maailmankaikkeus todella yrittää kertoa meille täällä, mielestäni oli tärkeää, että PAMELA-tulokset vahvistettiin täysin erilaisella instrumentilla ja tekniikalla. ”
Alkuperäinen tarinan lähde: Kavli-säätiön lehdistötiedote. Lisälukemaa varten: Erillisen kosmisen säteen elektroni- ja positronispektrien mittaaminen Fermi-laaja-alaisella teleskoopilla.
