Πέμπτη, 4 Απριλίου 2013

Οι πρώτες ενδείξεις για τη σκοτεινή ύλη;

Οι πρώτες σαφείς ενδείξεις – αλλά όχι απτές αποδείξεις – για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, της υποθετικής αλλά ως τώρα αόρατης μορφής ύλης που φαίνεται να αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο μέρος της μάζας του Σύμπαντος, παρουσιάστηκαν από διεθνή ομάδα επιστημόνων.

Τα στοιχεία έρχονται από το Αλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο (Alpha Magnetic Spectrometer – AMS), το «σούπερ» όργανο που έχει εγκατασταθεί στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό με αποστολή την ανίχνευση της κοσμικής ακτινοβολίας για τον εντοπισμό «εξωτικών» μορφών ύλης.

Πολυαναμενόμενα αποτελέσματα Όπως είχε προαναγγελθεί τον περασμένο Φεβρουάριο, τα πρώτα και πολυαναμενόμενα αποτελέσματα του AMS – το οποίο έχει αποκτήσει επίσης το παρατσούκλι «ο LHC του Διαστήματος» – ανακοινώθηκαν τελικά από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη.
Η σχετική μελέτη, η οποία θα δημοσιευθεί στην επιθεώρηση  «Physical Review Letters», αναφέρει ότι το φασματόμετρο ανίχνευσε στην κοσμική ακτινοβολία εκατομμύρια ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια (τα αντισωμάτια των ηλεκτρονίων) σε μια αναλογία ύλης-αντιύλης η οποία φαίνεται να προκύπτει από τη σύγκρουση – ή εξουδετέρωση – των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης, υποδηλώνοντας για πρώτη φορά την ύπαρξή της.
«Πρόκειται για μια ένδειξη, αλλά σε καμία περίπτωση δεν πρόκειται για απόδειξη» τόνισε ο νομπελίστας φυσικός Σάμιουελ Τινγκ, «πατέρας» του AMS και εκπρόσωπος του πειράματος, ο οποίος έκανε τη σχετική ανακοίνωση σε σεμινάριο που πραγματοποιήθηκε στην έδρα του CERN. Αν και τίποτε ως τώρα δεν είναι απολύτως βέβαιο, η ανακάλυψη θεωρείται σημαντική καθώς, σε περίπτωση που επιβεβαιωθεί, θα αποτελεί την πρώτη «ματιά» των επιστημόνων σε αυτή την ως τώρα ασύλληπτη μορφή ύλης.
Η μεγαλύτερη καταγραφή
Σύμφωνα με τη θεωρία, αν η μυστηριώδης σκοτεινή ύλη υπάρχει, τα σωματίδιά της συγκρούονται μεταξύ τους καθώς συναντιούνται στο Διάστημα και αλληλοεξουδετερώνονται. Αν αυτό ισχύει, τότε θα πρέπει να διασπώνται σε ίσο αριθμό ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων, γεγονός το οποίο θα πρέπει να οδηγεί σε αύξηση του συνολικού αριθμού των ποζιτρονίων της κοσμικής ακτινοβολίας σε σχέση με τα ηλεκτρόνια.
Τα αποτελέσματα που ανακοινώθηκαν βασίζονται στην καταγραφή από το AMS περίπου 25 δισ. «γεγονότων» μέσα σε ενάμιση χρόνο, εκ των οποίων τα 6,8 εκατομμύρια αντιστοιχούν σε ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια. Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται 400.000 ποζιτρόνια με ενέργειες από 0,5 ως 350 γιγαηλεκτρονιοβόλτ (GeV) – ο μεγαλύτερος αριθμός σωματιδίων αντιύλης που έχει καταγραφεί ποτέ στο Διάστημα.

Η αναλογία ποζιτρονίων που καταγράφηκε από το AMS βρίσκεται σύμφωνα με τους ερευνητές σε απόλυτη συμφωνία με τη θεωρία για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η αναλογία ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων αυξάνεται ελαφρά στις ενέργειες από 10-250 GeV, ενώ η αύξηση αυτή μειώνεται κατά μια τάξη μεγέθους στις ενέργειες επάνω από 20-250 GeV. Παράλληλα δεν παρατήρησαν κάποια σημαντική μεταβολή με τον χρόνο ενώ είδαν ότι τα σωματίδια δεν φαίνονται να έρχονται από μια συγκεκριμένη κατεύθυνση (όπως θα συνέβαινε αν προέρχονταν από μια μεμονωμένη πηγή, όπως π.χ. κάποιο πάλσαρ).
Όλα τα παραπάνω στοιχεία υποδηλώνουν, όπως τονίζουν οι επιστήμονες, ότι τα ποζιτρόνια που καταγράφηκαν προέρχονται από την εξουδετέρωση της σκοτεινής ύλης. Οι ενδείξεις ωστόσο δεν είναι ακόμη αρκετά σαφείς ώστε να επιτρέπουν να αποκλειστούν άλλες ερμηνείες. Για κάτι τέτοιο θα χρειαστούν περαιτέρω μελέτες, οι ειδικοί όμως είναι αισιόδοξοι ότι σύντομα θα υπάρξουν κάποιες απαντήσεις.
«Με την ακριβέστερη μέτρηση ροής ποζιτρονίων στην κοσμική ακτινοβολία που έχει γίνει ως σήμερα, τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ξεκάθαρα την ισχύ και τις ικανότητες του ανιχνευτή του AMS» υπογράμμισε ο κ. Τινγκ. «Στους επόμενους μήνες το AMS θα μπορέσει να μας δώσει οριστικές απαντήσεις για το αν αυτά τα ποζιτρόνια αποτελούν σήμα της σκοτεινής ύλης ή αν προέρχονται από κάποια άλλη πηγή».

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου