Europos branduolinių tyrimų centro (CERN) tarptautinė mokslininkų grupė, vykdanti tyrimus Tarptautinėje kosminėje stotyje įrengtu Alfa magnetiniu spektrometru (AMS), vakar paskelbė pirmuosius hipotetinės tamsiosios medžiagos, nematomos substancijos, galbūt sudarytos iš dar nežinomų elementariųjų dalelių, paieškos rezultatus. Nematomos medžiagos kiekis Visatoje maždaug 6 kartus viršija įprastinės medžiagos kiekį,
CERN surengtame seminare juos pateikė AMS tyrimų grupės vadovas Nobelio fizikos premijos laureatas, Masačusetso Technologijos instituto (JAV) profesorius Samuelas Tingas. Jis vadovauja Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS) vykdomam Alfa magnetinio spektrometro tyrimų projektui. Šis išorinėje TKS dalyje sumontuotas prietaisas gali užregistruoti pozitronus ir elektronus, susidariusius po tamsiosios medžiagos anihiliacijos mūsų Galaktikoje.
Pasak profesoriaus Tingo, išsamūs rezultatai netrukus bus paskelbti žurnale „Physical Review Letters“. Seminaro dalyviams jis pranešė svarbiausią išvadą: AMS kosminėje spinduliuotėje aptiko pozitronų perteklių.
Kai kurie fizikai mano, kad tamsioji medžiaga yra sudaryta iš WIMP – silpnai sąveikaujančių masyvių dalelių. Šios klasės dalelės turi jas atitinkančias antimedžiagos daleles. Joms sąveikaujant įvyksta anihiliacija, taigi, susidūrus dviem WIMP dalelėms, jos sunaikina viena kitą, o šio proceso metu išskiriamas elektronas ir jo antimedžiagos antrininkas – pozitronas. Būtent šias daleles fiksuoja Alfa magnetinis spektrometras.
AMS tyrimo rezultatai remiasi maždaug 25 milijardais per pusantrų metų prietaiso užregistruotų kosminių dalelių, tarp jų ir 400 000 pozitronų, kurių energijos siekė nuo 0,5 iki 350 GeV. Tai, pasak AMS tyrimų grupės vadovo, yra didžiausias atvirame kosmose užfiksuotų antimedžiagos dalelių kiekis. Nustatyta, kad AMS užregistruotų pozitronų skaičius gerokai viršijo jų antidalelių – elektronų – skaičių. Tokie rezultatai esą atitinka pozitronų susidarymo dėl tamsiosios medžiagos dalelių anihiliacijos proceso pasekmes, tačiau jų kol kas nepakanka, kad būtų galima pagrįstai atmesti kitas galimas pozitronų pertekliaus priežastis.
Prof. S. Tingo teigimu, po kurio laiko AMS galės tvirtai nustatyti, ar šie pozitronai yra tamsiosios medžiagos pasiųstas signalas, ar jų šaltinis yra visai kitas. Fizikai ruošiasi AMS aktyvuoti didesnių energijų (daugiau nei 250 GeV) režimą, kad būtų galima užfiksuoti prognozuojamą pozitronų skaičiaus mažėjimą.
Dar vienas tamsiosios medžiagos buvimo įrodymas būtų atlekiančių pozitronų kryptis. Jei šių pozitronų kilmės šaltinis yra tamsioji medžiaga, jie turėtų vienodai pasiskirstyti visomis kryptimis, bet jei jie susidarė dėl įprastinių astrofizikams žinomų procesų, pavyzdžiui, žvaigždžių sprogimų, jie turėtų sklisti specifinėmis kryptimis.
2 milijardų dolerių vertės AMS mokslinis prietaisas TKS išorinėje dalyje buvo sumontuotas 2011 m. gegužę. Prieš jam pradedant veikti buvo skelbiama, kad jei eksperimentų metu bus aptikta daug tam tikros energijos pozitronų, tai galėtų reikšti tamsiosios medžiagos atradimą, nes Visatoje stebima elektronų gausa. Mokslui žinoma kur kas mažiau procesų, dėl kurių kosmose susidaro pozitronai.
