CERN zarejestrował nadmiar pozytonów w promieniowaniu kosmicznym

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Międzynarodowy zespół naukowy odpowiedzialny za Alpha Magnetic Spectrometer poinformował o zarejestrowaniu nadmiaru pozytonów w promieniowaniu kosmicznym. AMS przez półtora roku pracy zanotował 25 miliardów zdarzeń, a wśród nich 400 000 pozytonów o energiach od 0,5 d0 350 GeV (gigaelektronowoltów). To największy w historii zbiór cząstek antymaterii złapanych w przestrzeni kosmicznej.

Znajdujący się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej AMS został zbudowany kosztem 2 miliardów dolarów. Na podstawie danych z urządzenia wiemy, że udział pozytonów w promieniowaniu kosmicznym gwałtownie wzrasta w zakresie 10-250 GeV. Dane wykazały również, że liczba pozytonów nie zmienia się znacząco w czasie i nie zależy od kierunku. Wyniki takie są zgodne z teorią o anihilacji cząstek ciemnej materii w kosmosie.

To najbardziej precyzyjne pomiary pozytonów w promieniowaniu kosmicznym. Pokazują one możliwości AMS. W ciągu najbliższych miesięcy AMS da nam ostateczną odpowiedź na pytanie, czy pozytony te to dowód na istnienie ciemnej materii, czy też pochodzą z innego źródła - mówi Samuel Ting, rzecznik prasowy eksperymentu AMS.

Celem AMS jest badanie promieniowania kosmicznego zanim wejdzie ono w interakcję z atmosferą Ziemi. Przed około 20 laty zauważono, że w promieniowaniu kosmicznym znajduje się nadmiarowa antymateria. Jej pochodzenie pozostaje jednak tajemnicą. Zgodnie z teorią supersymetrii pozytony powstają, gdy dochodzi do zderzenia i anihilacji dwóch cząstek ciemnej materii. Rozkład pozytonów zarejestrowanych przez AMS jest zgodny z przewidywaniami tej teorii. Jednak nie wyklucza to innej teorii, która mówi, że pozytony powstają w pulsarach.

Gdy uruchamiamy nowy precyzyjny instrument, zwykle otrzymujemy dużo nowych danych. Mamy nadzieję, że to pierwsze z całej serii informacji. AMS to pierwszy eksperyment, który z 1-procentową dokładnością bada te zagadnienia. Dzięki takiej precyzji będziemy w stanie powiedzieć, czy zarejestrowane pozytony pochodzą z ciemnej materii czy z pulsarów - dodaje Ting.

[madan 0]

Nie bardzo rozumiem. Natura ciemnej materii nie jest dziś znana. Trudno więc wiązać z nią powstanie pozytonów (nie pozytronów). Sam fakt odkrycia jest niezmiernie interesujący. Być może jest to wynikiem anihilacji materii z antymaterią w pierwszych chwilach WW. Jeśli tak, to muszą przybywać ze wszystkich kierunków izotropowo. Tę rzecz należałoby zbadać. Supersymetria nie musi być przyrodniczą rzeczywistością, a "anihilacja cząstek ciemnej energii", to już SF.

Takie sobie dumanie profesorów zobligowanych do tradycyjnego myślenia.

[Jarek Duda 138]

Rzeczywiście nadmiar wysokoenergetycznych pozytonów to ciekawa obserwacja, kolejne przypomnienie że nasze zrozumienie wszechświata nie jest takie pełne jak by się nam wydawało ... ale zupełnie nie widzę związku z hipotetyczną ciemną materią?? Pewnie to jest dobre wytłumaczenie do zdobywania grantów, ale dlaczego chociażby teoretycznie ciemna materia miałaby się przyczyniać do produkcji wysokoenergetycznych pozytonów?

Jeśli jednak się rozpada to powinniśmy też widzieć jakiś charakterystyczny pik w gammach ... dalej temperatura powinna wpływać na rozpad, skoro niby oddziałuje grawitacyjnie to powinna się koncentrować w gwiazdach, czyli już może mieć istotny wpływ na modele gwiazdowe ...

 

Ja bym tam raczej szukał wytłumaczenia w innym fakcie którego nie bardzo rozumiemy: ultra-wysoko-energetycznym promieniowaniu kosmicznym

http://en.wikipedia....ergy_cosmic_ray

które też powinno produkować wysokoenergetyczne pary elektron-pozyton ...

[madan 0]

które też powinno produkować wysokoenergetyczne pary elektron-pozyton ...

Można by do tego dodać, że rozdzielenie tych par mogło nastąpić w bardzo silnym polu magnetycznym. Sama kreacja pary nie jest zjawiskiem spontanicznym. Jest wynikiem jakiegoś oddziaływania.

[Jarek Duda 138]

Kosmiczna próżnia nie jest taka pusta - jest tam np. pełno protonów ... granica GZK na produkcję pionów (które często dalej rozpadają się do pozytonów) jest dość wysoka (z 10^7 razy większa energia niż w LHC):

http://en.wikipedia.org/wiki/Greisen%E2%80%93Zatsepin%E2%80%93Kuzmin_limit

ale wcześniej chyba powinniśmy też oczekiwać bezpośredniej produkcji par pozyton-elektron np. w obecności protonów?

http://en.wikipedia.org/wiki/Pair_production

 

Z jednej strony są to energie cząstek o kilka rzędów wielkości większe niż dostępne np. w LHC, więc chyba powinniśmy być ostrożni z ekstrapolacjami ... z drugiej nie rozumiemy ich pochodzenia i ogólnie jest jeszcze sporo rzeczy szczególnie w astrofizyce czy kosmologii których obecnie za bardzo nie rozumiemy - myślę że jeszcze należy być bardzo ostrożnym z silnymi wnioskami jak pochodzenie z hipotetycznej ciemnej materii ... której jakoś nie widać w bezpośrednich eksperymentach ...

[madan 0]

Droga do poznania ciemnej materii (jeśli istnieje - obserwacje na to wskazują) wiedzie przez lepsze poznanie istoty grawitacji. Nauka współczesna spoczęła na laurach OTW. A przecież teoria ta załamuje się przy odpowiednio dużej koncentracji materii. Możliwe na przykład jest to, że grawitacja jest dualna (przyciąganie-odpychanie). Tego OTW nie przewiduje.

[Jarek Duda 138]

Na OTW możemy patrzeć jako szereg poprawek do grawitacji Newtonowskiej, jednak eksperymentalnie (szczególnie przez Gravity Probe B ) zostało potwierdzone tylko do powiedzmy drugiej - tzw. grawitomagnetyzmu (GEM):

http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitoelectromagnetism

Bezpośrednie sprawdzenie kolejnej poprawki jest już raczej praktycznie zupełnie niewykonalne - dalej mamy tylko ekstrapolację z wiary w estetykę Einsteina...

Na przykład samo GEM, wprowadzone w 1893 przez Heavisida, też już może funkcjonować jako samodzielne rozszerzenie grawitacji Newtona do teorii Lorentzowsko nieimienniczej - i to dużo prostsze: nie wymaga zakrzywiania czasoprzestrzeni (tylko samej przestrzeni: podrozmaitości stałego czasu), a więc i jest dużo mniej kontrowersyjne: nie trzeba hipotetycznych dodatkowych wymiarów, nie ma wormholi, nie ma osobliwości wychodzących poza stosowalność teorii jak w centrum czarnej dziury gdzie czasoprzestrzeń przestaje być rozmaitością ...

 

W każdym razie uważam że jeszcze za mało wiemy żeby ekstrapolować silne wnioski na temat kosmologii ...

[madan 0]

Zasadniczo zgadzam się z Tobą. Doszedłem jednak do przekonania (dzięki lekturze), że należałoby przyjąć za realne, istnienie dualności grawitacji (przyciąganie - odpychanie). Poza tym pewne dociekania wskazują na to, że grawitacja jest jedynym oddziaływaniem siegającym skali Plancka. Zatem jest oddziaływaniem pierwotnym, może nawet w istocie jedynym istniejącym. A pozostałe są wynikiem złożoności układów "obserwable". W tej skali grawitacja jest niezwykle silna. Chyba tam należałoby szukać istoty ciemnej materii.