قدمت النتائج الأولى من أكبر أداة علمية وأكثرها تعقيدًا على متن محطة الفضاء الدولية تلميحات محيرة عن أفضل أسرار الجسيمات المحفوظة في الطبيعة ، ولكن لا تزال الإشارة النهائية للمادة المظلمة بعيدة المنال. في حين رصدت AMS ملايين الجسيمات من المادة المضادة - مع ارتفاع غير طبيعي في البوزيترونات - لا يمكن للباحثين بعد استبعاد تفسيرات أخرى ، مثل النجوم النابضة القريبة.
قال المحقق الرئيسي AMS صموئيل تينغ: "تظهر هذه الملاحظات وجود ظواهر فيزيائية جديدة ، وما إذا كان من فيزياء الجسيمات أو من أصل فيزيائي فلكي يتطلب المزيد من البيانات. خلال الأشهر القادمة ، ستتمكن AMS من إخبارنا بشكل قاطع ما إذا كانت هذه البوزيترونات إشارة للمادة المظلمة ، أو ما إذا كان لها أصل آخر. "
تم تقديم AMS إلى ISS في 2011 خلال الرحلة الأخيرة لمكوك الفضاء Endeavour ، رحلة المكوك قبل الأخيرة. تفحص التجربة التي تبلغ قيمتها 2 مليار دولار عشرة آلاف زيارة للأشعة الكونية كل دقيقة ، بحثًا عن أدلة على الطبيعة الأساسية للمادة.
خلال الـ 18 شهرًا الأولى من التشغيل ، جمعت AMS 25 مليار حدث. وجدت زيادة غير طبيعية من البوزيترونات في تدفق الأشعة الكونية - 6.8 مليون هي إلكترونات أو نظيرها المضاد ، البوزيترونات.
وجدت AMS أن نسبة البوزيترونات إلى الإلكترونات ترتفع عند طاقات تتراوح بين 10 و 350 جيجا إلكترون فولت ، لكن تينج وفريقه قالوا إن الارتفاع ليس حادًا بما يكفي لإسناده بشكل حاسم إلى تصادم المادة المظلمة. لكنهم وجدوا أيضًا أن الإشارة تبدو متشابهة في كل الفضاء ، وهو أمر متوقع إذا كانت الإشارة بسبب مادة مظلمة - المادة الغامضة التي يعتقد أنها تجمع المجرات معًا وتعطي الكون هيكلها.
بالإضافة إلى ذلك ، تشير طاقات هذه البوزيترونات إلى أنها ربما تكون قد تم إنشاؤها عندما اصطدمت جزيئات المادة المظلمة ودمرت بعضها البعض.
تتوافق نتائج AMS مع نتائج التلسكوبات السابقة ، مثل أدوات أشعة جاما Fermi و PAMELA ، والتي شهدت أيضًا ارتفاعًا مشابهًا ، لكن Ting قال إن نتائج AMS أكثر دقة.
النتائج التي صدرت اليوم لا تتضمن البيانات الثلاثة الأخيرة من البيانات ، والتي لم تتم معالجتها بعد.
وقال تينج: "بصفتها القياس الأكثر دقة لتدفق البوزيترون للأشعة الكونية حتى الآن ، فإن هذه النتائج تظهر بوضوح قوة وقدرات كاشف AMS".
الأشعة الكونية هي جزيئات عالية الطاقة تتخلل الفضاء. وقد لوحظ وجود فائض من المادة المضادة داخل تدفق الأشعة الكونية لأول مرة منذ حوالي عقدين. ومع ذلك ، لا يزال أصل الفائض غير مبرر. أحد الاحتمالات ، التي تنبأت بها نظرية تعرف بالتناظر الفائق ، هو أنه يمكن إنتاج البوزيترونات عندما يتصادم جسيمان من المادة المظلمة ويبيدان. قال تينغ أنه على مدى السنوات القادمة ، ستقوم AMS بتحسين دقة القياس ، وتوضيح سلوك جزء البوزيترون عند طاقات أعلى من 250 جيجا فولت.
على الرغم من وجود AMS في الفضاء وبعيدًا عن الغلاف الجوي للأرض - مما يسمح للأجهزة بتلقي وابل مستمر من الجسيمات عالية الطاقة - خلال الإحاطة الصحفية ، أوضح تينغ صعوبات تشغيل AMS في الفضاء. وقال ساخراً: "لا يمكنك إرسال طالب للخروج وإصلاحه" ، لكنه أضاف أيضًا أن صفائف ISS الشمسية ومغادرة ووصول المركبات الفضائية المختلفة يمكن أن يكون لها تأثير على التقلبات الحرارية التي قد تكتشفها المعدات الحساسة. وقال "أنت بحاجة إلى مراقبة وتصحيح البيانات باستمرار أو أنك لا تحصل على نتائج دقيقة".
على الرغم من تسجيل أكثر من 30 مليار أشعة كونية منذ تثبيت AMS-2 في محطة الفضاء الدولية في عام 2011 ، قالت Ting أن النتائج التي تم إصدارها اليوم تستند إلى 10 ٪ فقط من القراءات التي ستوفرها الأداة طوال عمرها.
عندما سُئل عن الوقت الذي يحتاجه لاستكشاف القراءات الشاذة ، قال تينغ "ببطء". ومع ذلك ، ورد أن Ting ستقدم تحديثًا في يوليو في مؤتمر الأشعة الكونية الدولي.
مزيد من المعلومات: بيان صحفي لـ CERN ، ورقة الفريق: النتيجة الأولى من مطياف ألفا المغناطيسي في محطة الفضاء الدولية: القياس الدقيق لجزء البوزيترون في الأشعة الكونية الأولية من 0.5-350 جيف
