Дані, отримані інструментом на борту космічної станції, дають вченим перші натяки щодо існування темної матерії
Дані, отримані за допомогою спектрометра Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), інструмента, що перебуває в космосі у складі Міжнародної Космічної Станції (МКС), дали вченим можливість виявити перші натяки на існування загадкової темної матерії. Про цей факт оголосив відомий фізик-ядерник, Лауреат Нобелівської премії з фізики 1976, професор Семюел Тинг (Samuel Ting), який бере участь в дослідженнях, проведених за допомогою спектрометра AMS.
По суті, отримані вченими результати є найточнішими на сьогоднішній день вимірами співвідношення електронів і позитронів, що знаходяться в складі космічних променів. З точки зору фундаментальної фізики дане співвідношення грає ключову роль в деяких аспектах устрою Всесвіту, вивчення яких може пролити світло на загадкову природу темної матерії.
"Ми отримали достовірні і досить цікаві перші результати. Хоча їх недостатньо для впевненого заяви про існування темної матерії, в цих результатах містяться перші отримані людьми підказки про природу темної матерії" - розповідає Майкл Тернер (Michael Turner), вчений-астрофізик з Чиказького університету, - "Спектрометр AMS працює чудово, але отримані результати і результати, які будуть отримані пізніше, повинні бути перевірені за допомогою інших наукових інструментів".
Спектрометр AMS був встановлений на Міжнародній космічній станції 19 травня 2011 року після доставки його на орбіту шатлом Індевор. Всього через кілька годин після доставки спектрометр був встановлений і включений, і до теперішнього часу зробив вимірювання більше 30 мільярдів подій, пов'язаних з космічними променями.
Експеримент AMS, задуманий, розроблений і реалізований під керівництвом професора Тингу, підтримується з боку американського Міністерства енергетики, частка якого в спільному фінансування ставила приблизно 50 мільйонів доларів, і ще п'ятнадцяти партнерів з інших країн. Спектрограф AMS є самим досконалим і точним на сьогоднішній день датчиком, здатним виміряти силу і складу космічних променів, його вузли були розроблені вченими з університетів по всьому світу, а остаточна збірка і перевірка здійснювалася фахівцями Європейської організації ядерних досліджень CERN. Основні наукові завдання, які вирішуються в рамках програми AMS, включають пошук і вивчення властивостей темної матерії, антиречовини і нових невідомих фізичних явищ. Датчик спектрометра AMS забезпечує високоточні вимірювання характеристик і складу потоків космічних променів і гамма-випромінювання.
"Отримані нами результати є лише першим кроком на шляху вивчення незвіданих досі явищ і прояви невідомих сил" - розповідає професор Тинг, - "І це тільки початок серії високоточних експериментів, що проводяться з допомогою космічного спектрометра. Реалізація проекту AMS є безпрецедентним прикладом міжнародного співробітництва в галузі фізики елементарних частинок".
Перші отримані наукові результати базуються на даних, зібраних датчиком спектрометра AMS за 18 місяців роботи. За цей період часу було зареєстровано та виміряно характеристики 6 800 000 космічних променів, електрони яких перебували в енергетичному діапазоні від 500 мільйонів до 1 трильйона електрон-вольт. В цих космічних променях було виявлено близько 400 тисяч позитронів, часток антиречовини, які є дзеркальним відображенням електронів.
Важливість зроблених вимірів полягає в тому, що вивчення отриманих даних дозволить визначити факт існування частинок темної матерії, які, точно так, як і частки звичайної матерії, взаємно знищуються, взаємодіючи з частками антиречовини. На жаль, отриманий набір наукових даних ще не дозволяє з упевненістю заявити про істинність вищенаведеного твердження. Тим не менш, він є першим кроком в цьому напрямку, який забезпечує найвищу точність (похибка вимірювань не перевищує одного відсотка) вимірювань спектру космічних променів, що вже зараз дозволило виявити деякі цікаві і несподівані особливості. Додаткові дані, які будуть зібрані з допомогою спектрометра AMS протягом кількох наступних років, як сподіваються вчені, дозволять пролити світло на темну матерію, темну енергію і інші загадки Всесвіту.