Prvi rezultati najvećeg i najsloženijeg znanstvenog instrumenta na Međunarodnoj svemirskoj postaji dali su primamljive naznake o najbolje čuvanim tajnama čestica prirode, ali definitivan signal za tamnu tvar i dalje je nedostižan. Dok je AMS uočio milijune čestica antimaterije – s anomalnim skokom u pozitronima – istraživači još ne mogu isključiti druga objašnjenja, poput obližnjih pulsara.
“Ova zapažanja pokazuju postojanje novih fizičkih fenomena”, rekao je glavni istraživač AMS-a Samuel Ting, a potrebno je više podataka bilo iz fizike čestica ili astrofizičkog podrijetla. U narednim mjesecima, AMS će nam moći uvjerljivo reći jesu li ti pozitroni signal za tamnu tvar ili imaju neko drugo podrijetlo.”
Frakcija pozitrona izmjerena AMS-om. Zasluga: CERN.
AMS je doveden na ISS 2011. tijekom posljednjeg leta space shuttlea Endeavour, pretposljednjeg leta shuttlea. Eksperiment vrijedan 2 milijarde dolara ispituje deset tisuća pogodaka kozmičkih zraka svake minute, tražeći tragove temeljne prirode materije.
Tijekom prvih 18 mjeseci rada, AMS je prikupio 25 milijardi događaja. Otkrio je anomalan višak pozitrona u toku kozmičkih zraka - 6,8 milijuna su elektroni ili njihov antimaterijalni pandan, pozitroni.
AMS je otkrio da se omjer pozitrona i elektrona povećava pri energijama između 10 i 350 gigaelektronvolti, ali Ting i njegov tim rekli su da porast nije dovoljno oštar da bi ga definitivno pripisali sudarima tamne tvari. Ali također su otkrili da signal izgleda isto u cijelom svemiru, što bi se očekivalo da je signal nastao zbog tamne materije – tajanstvene tvari za koju se smatra da drži galaksije na okupu i daje Svemiru njegovu strukturu.
Osim toga, energije ovih pozitrona sugeriraju da su možda nastale kada su se čestice tamne tvari sudarile i uništile jedna drugu.
Snimka zaslona s Tingove prezentacije u CERN-u 3. travnja 2013. 'Trebalo nam je 18 godina da dovršimo ovaj rezultat', rekao je Ting.
Rezultati AMS-a u skladu su s nalazima prethodnih teleskopa, poput instrumenata gama-zraka Fermi i PAMELA, koji su također zabilježili sličan porast, no Ting je rekao da su rezultati AMS-a precizniji.
Danas objavljeni rezultati ne uključuju podatke za posljednja 3 mjeseca koji još nisu obrađeni.
“Kao najpreciznije mjerenje toka pozitrona kozmičkih zraka do danas, ovi rezultati jasno pokazuju snagu i mogućnosti AMS detektora”, rekao je Ting.
Kozmičke zrake su nabijene čestice visoke energije koje prožimaju prostor. Višak antimaterije unutar toka kozmičkih zraka prvi je put uočen prije otprilike dva desetljeća. Podrijetlo viška, međutim, ostaje nerazjašnjeno. Jedna mogućnost, predviđena teorijom poznatom kao supersimetrija, je da bi pozitroni mogli nastati kada se dvije čestice tamne tvari sudare i unište. Ting je rekao da će tijekom sljedećih godina AMS dodatno poboljšati preciznost mjerenja i razjasniti ponašanje frakcije pozitrona pri energijama iznad 250 GeV.
Iako je imao AMS u svemiru i daleko od Zemljine atmosfere – što je instrumentima omogućilo da primaju stalnu salvu visokoenergetskih čestica – tijekom brifinga za novinare, Ting je objasnio poteškoće u radu AMS-a u svemiru. 'Ne možete poslati studenta da izađe i popravi to', našalio se, ali i dodao da ISS-ovi solarni nizovi i odlazak i dolazak raznih letjelica mogu utjecati na toplinske fluktuacije koje bi osjetljiva oprema mogla otkriti. 'Morate stalno pratiti i ispravljati podatke ili nećete dobiti točne rezultate', rekao je.
Unatoč bilježenju preko 30 milijardi kozmičkih zraka otkako je AMS-2 instaliran na Međunarodnoj svemirskoj stanici 2011., Ting je rekao da se nalazi objavljeni danas temelje na samo 10% očitanja koje će instrument isporučiti tijekom svog životnog vijeka.
Upitan koliko mu vremena treba da istraži anomalna očitanja, Ting je samo rekao: 'Polako.' Međutim, Ting će navodno dati ažuriranje u srpnju na Međunarodnoj konferenciji kozmičkih zraka.
Više informacija: Priopćenje za javnost CERN-a , rad tima: Prvi rezultat alfa magnetskog spektrometra na Međunarodnoj svemirskoj postaji: Precizno mjerenje frakcije pozitrona u primarnim kozmičkim zrakama od 0,5–350 GeV