Kết quả đầu tiên từ Máy quang phổ từ tính Alpha - dựa trên khoảng 25 tỷ sự kiện được ghi lại - đại diện cho bộ sưu tập các hạt phản vật chất lớn nhất được ghi lại trong không gian cho đến nay.
Nhóm nghiên cứu quốc tế chạy Máy quang phổ từ tính Alpha (AMS1) hôm nay đã công bố kết quả đầu tiên trong quá trình tìm kiếm vật chất tối. Các kết quả, được trình bày bởi người phát ngôn của AMS, Giáo sư Samuel Ting trong một cuộc hội thảo tại CERN2, sẽ được công bố trên tạp chí Vật lý Đánh giá. Họ báo cáo việc quan sát sự dư thừa của positron trong dòng tia vũ trụ.
Kết quả AMS dựa trên khoảng 25 tỷ sự kiện được ghi lại, bao gồm 400.000 positron có năng lượng từ 0,5 GeV đến 350 GeV, được ghi nhận trong một năm rưỡi. Điều này đại diện cho bộ sưu tập lớn nhất của các hạt phản vật chất được ghi lại trong không gian.Phần positron tăng từ 10 GeV lên 250 GeV, với dữ liệu cho thấy độ dốc của mức tăng giảm theo một bậc độ lớn trong phạm vi 20-250 GeV. Dữ liệu cũng cho thấy không có sự thay đổi đáng kể theo thời gian, hoặc bất kỳ hướng đến ưa thích nào. Những kết quả này phù hợp với các positron có nguồn gốc từ sự hủy diệt các hạt vật chất tối trong không gian, nhưng chưa đủ kết luận để loại trừ các giải thích khác.
Hình ảnh tổng hợp này cho thấy sự phân bố của vật chất tối, các thiên hà và khí nóng trong lõi của cụm thiên hà hợp nhất Abell 520, được hình thành từ sự va chạm dữ dội của các cụm thiên hà khổng lồ. Tín dụng: NASA, ESA, CFHT, CXO, M.J. Jee (Đại học California, Davis) và A. Mahdavi (Đại học bang San Francisco)
Cho đến khi đo lường chính xác nhất về dòng positron tia vũ trụ cho đến nay, những kết quả này cho thấy rõ sức mạnh và khả năng của máy dò AMS, phát ngôn viên của AMS, Samuel Ting. Trong những tháng tới, AMS sẽ có thể cho chúng tôi biết một cách thuyết phục liệu những positron này có phải là tín hiệu cho vật chất tối hay chúng có nguồn gốc nào khác không.
Tia vũ trụ là các hạt năng lượng cao tích điện vào không gian. Thí nghiệm AMS, được cài đặt trên Trạm vũ trụ quốc tế, được thiết kế để nghiên cứu chúng trước khi chúng có cơ hội tương tác với bầu khí quyển Trái đất. Sự dư thừa của phản vật chất trong dòng tia vũ trụ lần đầu tiên được quan sát thấy khoảng hai thập kỷ trước. Nguồn gốc của sự dư thừa, tuy nhiên, vẫn không giải thích được. Một khả năng, được dự đoán bởi một lý thuyết gọi là siêu đối xứng, là positron có thể được tạo ra khi hai hạt vật chất tối va chạm và hủy diệt. Giả sử sự phân bố đẳng hướng của các hạt vật chất tối, những lý thuyết này dự đoán các quan sát được thực hiện bởi AMS. Tuy nhiên, phép đo AMS chưa thể loại trừ lời giải thích thay thế rằng các positron có nguồn gốc từ các xung được phân bố xung quanh mặt phẳng thiên hà. Các lý thuyết siêu đối xứng cũng dự đoán sự cắt đứt ở năng lượng cao hơn phạm vi khối lượng của các hạt vật chất tối, và điều này vẫn chưa được quan sát. Trong những năm tới, AMS sẽ tiếp tục tinh chỉnh độ chính xác của phép đo và làm rõ hành vi của phần positron ở mức năng lượng trên 250 GeV.
Khi bạn đưa một công cụ chính xác mới vào một chế độ mới, bạn có xu hướng thấy nhiều kết quả mới và chúng tôi hy vọng đây sẽ là công cụ đầu tiên trong số nhiều người, ông Ting nói. AMS là một thử nghiệm đầu tiên để đo chính xác đến 1% trong không gian. Chính mức độ chính xác này sẽ cho phép chúng ta biết liệu quan sát positron hiện tại của chúng ta có nguồn gốc Dark Matter hay pulsar hay không.
Vật chất tối là một trong những bí ẩn quan trọng nhất của vật lý ngày nay. Chiếm hơn một phần tư cân bằng năng lượng khối của vũ trụ, nó có thể được quan sát gián tiếp thông qua tương tác của nó với vật chất hữu hình nhưng vẫn chưa được phát hiện trực tiếp. Việc tìm kiếm vật chất tối được thực hiện trong các thí nghiệm từ vũ trụ như AMS, cũng như trên Trái đất tại Máy va chạm Hadron lớn và một loạt các thí nghiệm được lắp đặt trong các phòng thí nghiệm dưới lòng đất sâu.
Kết quả AMS là một ví dụ tuyệt vời về sự bổ sung của các thí nghiệm trên Trái đất và trong không gian, ông Rolf Heuer, Tổng Giám đốc Cern cho biết. Làm việc song song, tôi nghĩ rằng chúng ta có thể tự tin về một giải pháp cho sự đố kị vật chất tối đôi khi trong vài năm tới.
Qua Cern