เครื่องตรวจจับอนุภาคที่ลอยอยู่บนพื้นดิน 250 ไมล์ (400 กิโลเมตร) ได้วิเคราะห์อนุภาคจักรวาล 41 พันล้านและข้อมูลได้เปิดเผยข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับสสารมืดที่ลึกลับและมองไม่เห็นที่นักฟิสิกส์เชื่อว่าทำขึ้น 27 เปอร์เซ็นต์ของจักรวาล
ที่อัลฟ่าแม่เหล็กสเปกโตรมิเตอร์(AMS) เครื่องตรวจจับบนเรือสถานีอวกาศนานาชาติ รวบรวมหลักฐานของสสารมืดแล้วปีที่แล้ว แต่ผลลัพธ์ใหม่เป็นการวัดที่แม่นยำที่สุดของอนุภาคจักรวาลเรย์ พวกเขารวมถึงข้อมูลเพิ่มเติม 50 เปอร์เซ็นต์และได้เปิดเผยข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับที่มาของอนุภาคที่พบในรังสีคอสมิคซามูเอลติงศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่ MIT และโฆษกของ AMS กล่าวในระหว่างการแสดงสดทางเว็บที่ CERN (องค์กรยุโรปเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์) ในสวิตเซอร์แลนด์
นักฟิสิกส์ตั้งทฤษฎีการมีอยู่ของการมองไม่เห็นและไม่สามารถตรวจจับได้และมืดมิดเป็นวิธีที่จะอธิบายว่าทำไมกาแลคซีและร่างกายท้องฟ้าไม่เพียง แต่คลี่คลายและบินออกจากกัน ทุกเรื่องสร้างแรงโน้มถ่วงของตัวเอง แต่จากการคำนวณสสารที่มองเห็นได้ไม่ได้มีแรงโน้มถ่วงมากพอที่จะยึดจักรวาลไว้ด้วยกัน นักฟิสิกส์คาดการณ์ว่าจะต้องมีสสารมืดประมาณห้าเท่าเนื่องจากมีสสารที่มองเห็นได้เพื่อที่จะยึดจักรวาลไว้ด้วยกัน -Wacky Physics: อนุภาคเล็ก ๆ ที่เจ๋งที่สุดในธรรมชาติ-
การชนกัน
แต่นักฟิสิกส์ไม่รู้ว่าสสารมืดทำมาจากอะไรหรือตรวจจับได้อย่างไรโดยตรง ทฤษฎีที่เป็นที่นิยมเสนอว่าสสารมืดทำจากอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อน (WIMPs) นักฟิสิกส์สงสัยว่าเมื่อสอง wimps ชนกันพวกเขาทำลายล้างซึ่งกันและกันและสร้างอิเล็กตรอนและพันธมิตร Antimatter คือ Positron Positrons มีมวลเหมือนกับอิเล็กตรอน แต่มีประจุบวกแทนค่าลบ
นั่นคือที่มาของข้อมูล AMS และ Cosmic-rayรังสีคอสมิกส่วนใหญ่ทำจากบางส่วนของอะตอมรวมถึงโปรตอนและนิวเคลียสที่มีอิเล็กตรอนของพวกเขาถูกแยกออกไปรวมถึงโพสิตรอนพลังงานสูงและอิเล็กตรอนผสม แต่มีส่วนเกินของโพสิตรอนที่สัมพันธ์กับอิเล็กตรอนดังนั้นนักฟิสิกส์ไม่คิดว่ารังสีคอสมิคเป็นแหล่งเดียว นักฟิสิกส์คิดว่าแหล่งอื่น ๆ อาจเป็นการชนกันของอนุภาคที่เข้าใจยากของสสารมืด
ข้อมูลเชิงลึกใหม่
AMS สามารถวัดระดับพลังงานของแต่ละอนุภาคในโวลต์ Gigaelectron (GEV) หนึ่ง GEV เท่ากับ 1 พันล้านโวลต์อิเล็กตรอน ข้อมูล Cosmic-ray ที่รวบรวมโดย AMS แสดงให้เห็นว่ากระแสของ positrons นั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากกระแสของอิเล็กตรอนทั้งในขนาดและพลังงาน -วิธีการทำงานของอัลฟ่าแม่เหล็กแอลฟ่าแม่เหล็กทำงานอย่างไร (อินโฟกราฟิก)-
“ พวกเขาไม่มีความสัมพันธ์กันเลย” Ting กล่าว "นี่เป็นสิ่งที่แปลกมากเราใช้เวลามากในการตรวจสอบสิ่งนี้ไม่มีคำถามว่าเรื่องนี้ไม่ถูกต้อง"
Ting และนักฟิสิกส์คนอื่น ๆ คิดว่าความแตกต่างจะต้องหมายความว่า positrons และอิเล็กตรอนมาจากแหล่งแยกต่างหาก
ขึ้นอยู่กับแบบจำลองดาราศาสตร์ก่อนหน้าของการชนของอนุภาคอวกาศจำนวนของโพสิตรอนที่สัมพันธ์กับอิเล็กตรอนควรลดลงตามระดับพลังงานของรังสีคอสมิก แต่ข้อมูลใหม่จาก AMS แสดงให้เห็นว่าจำนวน positrons เพิ่มขึ้นจริงตามระดับพลังงานจนกว่าจะถึง 275 GeV ในระดับพลังงานที่สูงขึ้นจำนวนโพซิตรอนเริ่มลดลงอีกครั้ง
Ting กล่าวว่าต้องใช้เวลาครึ่งศตวรรษของการทดลองในยุคจักรวาลเพื่อคำนวณจุดสูงสุดนี้ ขั้นตอนต่อไปคือการพิจารณาว่าจำนวน positrons ลดลงอย่างรวดเร็วในระดับพลังงานที่มากกว่า 275 GeV เขากล่าว อย่างไรก็ตามเป็นที่ชัดเจนว่า positrons ลดลงช้ากว่าอิเล็กตรอนมาก คำอธิบายอย่างหนึ่งสำหรับความแตกต่างคือโพสิตรอนกำลังถูกเติมเต็มด้วยการชนกันของสสารมืด
ถึงพิสูจน์ว่ามีสสารมืดอยู่นักฟิสิกส์จำเป็นต้องจับอนุภาคโดยตรง นั่นอาจเกี่ยวข้องกับการจับอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคสสารปกติอื่น ๆ
“ มีคำอธิบายมากมายที่เป็นไปได้มากมาย” Ting กล่าว "จนถึงตอนนี้การวัดนั้นสอดคล้องกับแหล่งที่มาของเครื่องแบบ - สสารมืด แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าเราได้พิสูจน์แล้วว่ามีสสารมืดอยู่แล้ว"
ผลลัพธ์ถูกนำเสนอในการประชุมที่จัดขึ้นที่ CERN และตีพิมพ์ในวารสาร Letters Review Letters
ติดตาม Kelly Dickerson บนTwitter- ติดตามเรา@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
