Spatiu. Antimaterie si materieUn exces de antimaterie în spaţiu a fost măsurat de către experimentul AMS situat la bordul ISS. Acest exces s-ar putea datora materiei întunecate, care alcătuieşte o bună parte din materia din Univers. Această descoperire ar putea fi cu adevărat epocală.

 

 

 

În cadrul unui seminar prezentat la începutul lunii aprilie la CERN, profesorul Samuel Ting, laureat al premiului Nobel pentru fizică în 1976 şi purtător de cuvânt (spokesperson) al colaborării AMS, Alpha Magnetic Spectrometer, a prezentat primele date ale acestui experiment situat la bordul staţiei spaţiale internaţionale (ISS).

AMS a costat circa 2 miliarde de dolari, are o greutate de circa 7 tone şi a fost transportat pe ISS, la 400 km faţă de suprafaţa terestră, în anul 2011. Este cel mai mare experiment la bordul ISS-ului. La AMS participă circa 600 fizicieni şi ingineri din 16 ţări.

De când a intrat în funcţiune, AMS a înregistrat miliarde de particule care provin din Univers. Dintre acestea, circa 400.000 sunt pozitroni – antiparticulele electronilor. Adică particule cu aceeaşi masă ca a electronilor, dar cu o sarcină electrică pozitivă. Pozitronii măsuraţi de AMS reprezintă colecţia cea mai importantă de antiparticule măsurate vreodată în spaţiu. În acceleratoarele de pe Pământ generăm un număr enorm de pozitroni, în urma coliziunilor fasciculelor de particule cu diverse ţinte, de exemplu foiţe de diverse metale, din care rezultă şi pozitroni. În spaţiu însă situaţia este cu totul diferită.

În perioada în care s-a efectuat această măsurătoare, un an şi jumătate, fluxul pozitronilor a fost constant şi nici nu s-a înregistrat vreo direcţie privilegiată din care soseau aceste particule.



De ce este interesantă şi importantă această descoperire? Cu câţiva ani în urmă un alt experiment în spaţiu, PAMELA, mai puţin performant decât AMS, înregistrase un exces de pozitroni faţă de ceea ce se putea aştepta. Acest semnal, se spunea pe atunci, ar putea fi generat de materia întunecată.

Materia întunecată reprezintă un gen de materie care are efecte gravitaţionale, dar care nu emite lumină şi nu ştim din ce anume este compusă, chiar dacă există diverse ipoteze. Cantitatea de materie întunecată din Univers este de circa 4-5 ori mai mare decât cea a materiei normale (stele, planete, găuri negre etc.). Este deci foarte important să descoperim din ce este compusă această materie, întrucât de prezenţa ei depinde în mare parte soarta galaxiilor, modul în care acestea evoluează.

Una dintre ipoteze este că materia întunecată ar putea fi alcătuită din particule pe care nu le-am descoperit până în prezent, cu ar fi o particulă numită neutralino, care face parte din categoria aşa-numitelor particule super-simetrice. Aceste particule sunt căutate de exemplu la marele accelerator LHC de la Geneva – fără succes până în prezent sau în cadrul altor experimente subterane. La LHC, în urma ciocnirilor dintre protonii cu energii foarte mari ar putea lua naştere şi neutralino (sau alte particule). La ora actuală LHC este în fază de perfecţionare – care va dura circa 2 ani; din 2015 vânătoarea de noi particule va continuă, cu performanţe ale LHC-ului şi mai bune faţă de cele care au dus la descoperirea bosonului Higgs.

Neutralino ar putea să se anihileze cu un anti-neutralino, generând electroni şi pozitroni. Acest proces ar duce la un exces de pozitroni, exact ceea ce au măsurat PAMELA şi AMS.

La ora actuală nu putem însă fi siguri că excesul de pozitroni văzut de AMS este datorat materiei întunecate sau a altor mecanisme cum ar fi cele legate de pulsari (stele de neutroni). Rezultatul obţinut de AMS este extrem de important, întrucât aceste date ar putea reprezenta o dovadă a existenţei materiei întunecate. O dovadă indirectă (nu se văd direct particulele de materie întunecată, ci doar produşii anihilării acestora în materie normală) care ar putea să dea indicaţii preţioase experimentelor care vânează în mod direct materia întunecată, precum cele de la LHC sau din alte laboratoare subterane de pe mapamond.

Scris de: Cătălina Curceanu
Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.