Et nyt og fristende antydning af mystisk mørkt stof er fundet af Alpha Magnetic Spectrometer-partikeldetektoren ombord på den internationale rumstation.
Tip af mørkt stof kom fra dette instrument, Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) ombord på den internationale rumstation. Billede via NASA
En af de store opdagelser i det kommende århundrede vil være den direkte opdagelse af mørkt stof. Dette mystiske stof, der antages at sammensætte ca. 23% af massen i vores univers, er i øjeblikket et af de mest efterspurgte stoffer, der findes, kilden til tusinder af videnskabelige artikler og uendelige timers spekulation i det sidste halvdel af det sidste århundrede, på trods af at det endnu ikke er blevet direkte fundet. Nu kan en analyse af 41 milliarder kosmiske stråler, der rammer et avanceret instrument kaldet Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) partikeldetektor ombord på International Space Station (ISS), være kommet tæt på at opdage mørkt stof. Det viser:
... et uventet overskud af kosmiske stråle-antielektroner (positroner) i forhold til elektroner.
En mulig forklaring er, at:
… Positronerne skabes i udslettelse af partikler med mørkt stof.
MIT-fysiker Sam Ting, der leder eksperimentet, sagde i en nyhedsmeddelelse fra Europas CERN-partikelfysikcenter:
Dette er den første eksperimentelle observation af positronfraktionen maksimalt efter et halvt århundrede med kosmiske stråleeksperimenter.
Forskerne siger, at data med højere energi vil være nødvendigt for at bekræfte en mørk sags oprindelse. Deres papir blev offentliggjort i går (18. september 2014) i Physical Review Letters.
Generelt menes mørk energi at bidrage med 73 procent af al massen og energien i universet. Yderligere 23 procent er mørk stof, som kun efterlader 4 procent af universet sammensat af regelmæssig stof, såsom stjerner, planeter og mennesker. Cirkeldiagram via NASA
Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) -eksperimentet er en $ 2 milliarders state-of-the-art partikeldetektor, der er konstrueret, testet og drevet af et internationalt team bestående af 60 institutter fra 16 lande og organiseret under det amerikanske energiministerium (DOE) ) sponsorering.
Det er knyttet til den Internationale rumstation - der blev båret der af den næstsidste Space Shuttle-mission - og den har været i drift siden 2011.
AMS er på udkig efter bevis for mørk stof neutralinos. Hvis disse mørke stoffer findes, skal de kollidere med hinanden og frigive ladede partikler, som AMS kan registrere.
Mens AMS-opdagelsen ikke er et endeligt bevis på mørkt stof, ”peger det i den rigtige retning,” siger forskerne.
De siger, at de stadig er nødt til at udelukke astrofysiske kilder, såsom pulsarer, som kilden til de resultater, der ses i AMS-eksperimentet.
AMS er ikke det eneste instrument på jagt efter mørkt stof. Den store Hadron Collider (LHC) har været involveret i søgningen. Denne sidste sommer (juli 2014) annoncerede U.S.A. Department of Energy's Office of High Energy Physics og National Science Foundation's Physics Division sammen deres støtte til tre eksperimenter i den næste generation af søgen efter mørk stof. De vil være mindst 10 gange så følsomme som den aktuelle afgrøde af mørke stofdetektorer.
For øjeblikket har denne nylige opdagelse af AMS-eksperimentet fysik og astronomiverdener forbløffet. CERNs generaldirektør Rolf Heuer sagde:
Med AMS og med LHC til at genstarte i den nærmeste fremtid ved energier, der aldrig er nået før, lever vi i meget spændende tider for partikelfysik, da begge instrumenter skubber fysikens grænser.