В 2008 итальянский спутниковый PAMELA уловил необычный сигнал: шип в частицах антивещества, свистящих через пространство. Открытие, спорное в то время, намекнуло, что физики могли бы близко подходить к темной материи обнаружения, загадочная сущность, которая, как думают, составляла 85% вопроса во вселенной. Теперь, новые данные от Космического телескопа Гамма-луча Ферми НАСА подтверждают шип.
Увы, они также подрывают его интерпретацию как признак темной материи.Теоретики обычно полагают, что, когда две частицы темной материи сталкиваются, они должны уничтожить друг друга для производства обычных частиц, таких как электрон и его парная вещь антивещества, позитрон. Благодаря культовой эквивалентности Эйнштейна между энергией и массой, E=mc2, каждая из тех частиц должна появиться с энергией, чрезвычайно равной массе оригинальной частицы темной материи.
Таким образом, когда бригада PAMELA видела шип в отношении позитронов к более богатым электронам по определенной части энергетического спектра, некоторые физики вошли в азарт. Возможно, PAMELA видел доказательства такого уничтожения.
Однако, потому что позитроны производятся в другом месте во вселенной, включая в пульсарах и нейтронных звездах, результат был неокончательным в лучшем случае — несмотря на то, что это вызвало настоящее безумство. На конференции, где предварительные данные PAMELA представлялись, физики использовали сотовые телефоны для моментального снимка фотографий слайдов итальянской бригады, затем написали и опубликовали работы в Интернете о значении темной материи данных, все, прежде чем результаты были подготовлены к подчинению к рецензируемому журналу.Участок утолстил в 2009, когда бригада Ферми выпустила данные от взгляда своего собственного спутника на космический спектр луча, не показавший необычных сигналов.
Однако в том анализе, группа Ферми рассмотрела суммарный итог всех заряженных частиц, электронов и позитронов. Это было то, потому что телескоп был разработан для измерения нейтральных гамма-лучей и не имеет никакого бортового магнита для различения отрицательно заряженных электронов и положительно наполненных позитронов.
Физики надеются, что могли бы использовать накапливающиеся данные по антивеществу, чтобы сконцентрироваться на массе слабо взаимодействующей крупной частицы (WIMP), которая, как думают, является фундаментальной частицей темной материи. Ожидаемый сигнал был бы устойчивым повышением позитронов по данному диапазону энергий, сопровождаемых внезапной подводной ямой у берега. При замечании энергетического уровня — физики измеряют это в миллиардах электрон-вольт — в котором понижается сигнал позитрона, позволил бы физикам вычислять массу МЕЩАНИНА.После волнения, сгенерированного результатом PAMELA, физики Стэнфордского университета Стефан Фанк и Джастин Вэнденбрук хотели к нолю в на сигнале позитрона.
Они нашли путь для этого с помощью самой Земли в качестве фильтра частицы. «Вы можете в основном посмотреть в определенных направлениях, от которых только электроны или только позитроны пройдут через магнитное поле Земли», говорит Вэнденбрук.Фанк и метод Вэнденбрука, представленный Physical Review Letters, подтвердили итальянский результат. Т.е. то, что относительное изобилие позитронов, кажется, повышается с 20 миллиардов до 100 миллиардов электрон-вольт.
И впервые, исследователи показали, что сигнал продолжает получать более сильных до 200 миллиардов электрон-вольт. Если, что они видят, остатки смертельных случаев темной материи, то масса МЕЩАНИНА должна была бы быть по крайней мере в 100 раз больше чем это протона, который является во многих теоретических предсказаниях.
«Как технический подвиг, это красиво», говорит физик Гарвардского университета Дуг Финкбейнер. Однако, он говорит, что слишком рано говорить, говорят ли новые данные что-нибудь о темной материи. Внимательное рассмотрение при результатах PAMELA и Ферми предлагает, чтобы позитрон сигнализировал, вероятно, продолжает становиться более сильным в более высоких энергиях, Финкбайнер говорит, даже вне верхнего конца последнего измерения Ферми.
Т.е. возможно это не отличный шип, а скорее широкая тенденция в космическом спектре луча, источник которого невозможно сказать. Новая бумага является «замечательным подтверждением результата PAMELA», говорит он, «однако, сигнал позитрона, вероятно, будет там, прибывают ли позитроны из уничтожения темной материи, или из пульсаров, или от Зубных фей».
«Подтверждение повышения позитронов хорошо, это означает, что существует что-то новое продолжение», добавляет космолог Чикагского университета Майкл Тернер, чья статья 1990 года с Франком Вилкзеком, теоретиком в Массачусетском технологическом институте в Кембридже, сначала предложила искать позитроны как доказательства уничтожения МЕЩАНИНА. «Но без внезапного падения, у нас нет дымящегося оружия».Поиск «курения Тернера оружия» теперь рассчитывает на другой датчик, $2,2 миллиарда на международном уровне финансировали Альфу Магнитный Спектрометр (AMS-02), который несли к Международной космической станции в мае. AMS-02 включает сильный магнит для парсинга космических лучей и должен быть в состоянии исследовать для избытка позитрона и внезапной подводной ямы у берега, в значительно более высоких энергиях, чем телескоп Ферми может справиться. «AMS-02 должен быть в состоянии сделать заключительное заявление об этом», говорит фанк. «Это – что-то, чего мы все нетерпеливо ждем».
Исправление: Новые данные от Космического телескопа Гамма-луча Ферми НАСА подтверждают шип PAMELA в частицах антивещества и подрывают его интерпретацию как признак темной материи, не темную энергию.