Kažkur toli, visatoje, sprogo žvaigždė ir prasideda kaskados.
Energija ir maži materijos gabaliukai kiekviena kryptimi tolsta nuo žydinčios supernovos. Jie susiduria su planetomis ir kitomis žvaigždėmis ir užstringa tarpžvaigždinėse terpėse, o nedidelė jų dalis pasiekia Žemę.
Tai yra pirminiai kosminiai spinduliai, šviesos pluoštai ir vaiduokliškos subatominės dalelės, vadinamos neutrinomis, kurias mokslininkai nustato smulkiais teleskopais, ir keistas, vis dar detektorius, palaidotas po Pietų ašigalio ledu. Jie atvyksta iš kiekvienos krypties iškart, nes žvaigždės miršta visoje visatoje.
Bet jie nėra vieninteliai kosminiai spinduliai. Yra dar vienas tipas, sunkiau aptinkamas ir paslaptingas.
Kai pirminiai kosminiai spinduliai susiduria su tarpžvaigždinėmis terpėmis - nežinomais, neišdildomais daiktais, esančiais tarp žvaigždžių, - ši žiniasklaida atgyja ir siunčia savo įkrautų dalelių srautus į kosmosą, - sakė Masačusetso technologijos instituto fizikos profesorius Samuelis Tingas. 1976 m. Nobelio premija už tai, kad ji atrado pirmąją keistų dalelių klasę, sudarytą iš materijos ir antimedžiagos kvarkų.
Naujų straipsnių, paskelbtų sausio 11 d., Žurnale „Physical Review Letters“, Tingas ir jo kolegos apibūdino toliau, kas tos dalelės yra ir kaip jos elgiasi. Tiksliau, tyrėjai aprašė ličio, berilio ir boro branduolių dalelių, patenkančių į Žemės atmosferą, krūvius ir spektrus - remdamiesi ankstesniais rezultatais, apibūdinančiais helio, anglies ir deguonies spindulių krūvius ir spektrus.
„Norėdami juos ištirti, turite pastatyti magnetinį įtaisą į kosmosą, nes žemėje įkrautus kosminius spindulius sugeria 100 kilometrų atmosfera“, - „Ting“ pasakojo „Live Science“.
Šio darbo rezultatai yra daugiau nei dviejų dešimtmečių darbo kulminacija, prasidėjęs susitikimu 1994 m. Gegužę, kai Tingas ir keli kiti fizikai išvyko aplankyti Danieliaus Goldino, tuometinio NASA administratoriaus. Tikslas: įtikinti Goldiną įdėti magnetuką į Tarptautinę kosminę stotį (ISS), kuri būtų pradėta statyti po ketverių metų, 1998 m. Be magnetas kosminės dalelės tiesiog praeitų pro bet kuriuos detektorius tiesia linija, nesuteikdamos jokio informacijos apie jų savybes, sakė Tingas.
Goldinas „atidžiai klausėsi“, - teigė Tingas. "Jis sakė, kad tai yra gera eksperimento idėja kosminėms stotims. Bet niekas niekada neleido magneto į kosmosą, nes magnetas kosmose - nes jis sąveikauja su Žemės magnetiniu lauku - sukels sukimo momentą, o kosminė stotis praras kontrolę. . Tai visai kaip magnetinis kompasas ".
Kad išvengtumėte ISS pasisukimo iš dangaus, Tingas ir jo bendradarbiai pastatė alfa magnetinį spektrometrą (AMS): dalelių detektorių, kuris yra toks pat tikslus kaip Fermilab ir CERN, tačiau miniatiūrinis ir įdėtas į tuščiavidurį magnetinį vamzdelį. Svarbu tai, kad dvi vamzdžio pusės turi priešingą poliškumą, todėl jos sukioja kosminę stotį priešingomis kryptimis, panaikindamos viena kitą, sakė Tingas.
2011 m. AMS važiavo į kosmosą, naudodamasi kosminiu šaudmeniu „Endeavour“, kuris buvo šio amato antroji ir paskutinė misija. Ir per pastarąjį dešimtmetį AMS tyliai aptiko 100 milijardų kosminių spindulių.
Galiausiai Tingas ir jo komanda tikisi panaudoti šiuos duomenis atsakydami į labai konkrečius klausimus apie visatą, sakė jis. (Nors tai taip pat gali atsakyti į kasdieniškesnius klausimus, pavyzdžiui, kokios dalelės gali sukišti astronautus pakeliui į Marsą.)
"Žmonės sako:" tarpžvaigždinė žiniasklaida ". Kas yra tarpžvaigždinė žiniasklaida? Kas yra turtas? Niekas iš tikrųjų nežino", - teigė Tingas. "Devyniasdešimt procentų visatos materijos jūs nematote. Todėl jūs ją vadinate tamsiąja materija. Ir kyla klausimas: kas yra tamsiosios materijos? Dabar, kad tai padarytumėte, turite labai tiksliai išmatuoti pozitronus, antiprotonus, anti -heliumas, ir visi šie dalykai “.
Tingas teigė, kad kruopščiai išmatuodamas materiją ir antimedžiagas, patenkančias į antrinius kosminius spindulius, jis tikisi pasiūlyti teoretikams įrankių, reikalingų visatos nematytai medžiagai apibūdinti, - ir per šį aprašą išsiaiškins, kodėl Visata yra sudaryta iš materijos, esančios viskas, o ne antimaterija. Daugelis fizikų, įskaitant Tingą, mano, kad tamsiosios medžiagos gali būti raktas sprendžiant šią problemą.
"Pradžioje turi būti vienodas kiekis medžiagos ir antimaterijos. Taigi, klausimai: Kodėl visata nėra pagaminta iš antimedžiagos? Kas nutiko? Ar yra anti-helio? Anti-anglies? Anti-deguonies? Kur ar jie?"
„Live Science“ susisiekė su daugeliu teoretikų, dirbančių tamsiosios materijos tema, kad aptartų Tingo darbą ir šį dokumentą, ir daugelis perspėjo, kad AMS rezultatai dar nelabai atspindėjo šią temą - daugiausia dėl to, kad instrumentas dar turi atlikti tvirtus kosmoso atsargų matavimus. antimaterija (nors buvo keletas daug žadančių ankstyvų rezultatų).
„Kaip formuojasi ir sklinda kosminiai spinduliai, yra jaudinanti ir svarbi problema, galinti padėti suprasti tarpžvaigždinės terpės ir galimai net didelės energijos sprogimus kitose galaktikose“, - elektroniniame laiške rašė Katie Mack, Šiaurės Karolinos valstijos universiteto astrofizikė Katie Mack. kad AMS yra kritinė to projekto dalis.
Gali būti, kad AMS parodys reikšmingesnius, patikrintus antimedžiagos rezultatus, teigė Mackas, arba kad materijos aptikimas - toks, koks aprašytas šiame dokumente - padės tyrėjams atsakyti į klausimus apie tamsiąją medžiagą. Bet tai dar neįvyko. "O tamsiosios materijos paieškai", - ji pasakojo „Live Science", „svarbiausia yra tai, ką eksperimentas gali pasakyti mums apie antimateriją, nes tamsiosios medžiagos sunaikinimas į materijos ir antimaterijos poras yra ieškomas pagrindinis signalas “.
Tingas teigė, kad projektas ten pasiekiamas.
"Mes matuojame pozitronus. Ir spektras atrodo labai panašus į teorinį tamsiosios medžiagos spektrą. Bet mums reikia daugiau statistikos, kad patvirtintume, o dažnis yra labai žemas. Taigi, mums tereikia laukti keletą metų", - teigė Tingas.
