Je li najskuplji svemirski instrument pronašao tamnu tvar

U Zemljinoj blizini, svemir možda doslovce ključa s antimaterijskim visokoenergetskim česticama, kojih je znatno više nego što smo to u stanju objasniti. Taj višak pozitrona, zrcalne suprotnosti negativno nabijenih elektrona, može upućivati na postojanje tamne tvari. Barem tako smatraju znanstvenici koji su ovih dana objavili rezultate višegodišnjeg istraživanja pomoću najskupljeg instrumenta koji se ikada našao u svemiru, ISS-ovog AMS-a (Alpha Magnetic Spectrometer), za koji se procjenjuje da je koštao između 1,4 i 2 milijarde dolara, znači skoro poput jedne čitave misije na Marsu tipa Curiositya.

Samuel C.C. Ting, 77-godišnji nobelovac i znanstvenik MIT-a koji je glavni razlog zbog kojeg je AMS uopće proizveden i lansiran u svemir, komentira rezultate AMS eksperimenta, te objašnjava novi fizikalni fenomen na koji ukazuju rezultati AMS-ovog istraživanja čestica.

"Ovaj eksperiment je prvi koji ulazi u detalje vezane uz nepoznate čestice tog fenomena, čije podrijetlo ćemo uskoro biti u stanju objasniti", kaže Ting.

Od kako je dopremljen u svemir 2011. godine sa Space Shuttleom Endeavour, AMS je uočio 30 milijardi svemirskih zraka, te je vršio istraživanja omjera pozitrona i uobičajenih elektrona, što bi moglo predstavljati način za otkrivanje tamne tvari.

Instrument je uočio najveće količine visoko energetskih elektrona, što je i logično, obzirom da su to iste kozmičke zrake koje bombardiraju Zemlju i ostatak Sunčevog sustava ostacima eksplodirajućih zvijezda i drugih izvora, dok su pozitroni znatno rjeđi. Nakon što je AMS započeo skaliranjem energija kozmičkih zraka, počelo se pojavljivati sve više pozitrona.

"Teoretičari sada imaju dobru priliku da se igraju s ovim podacima", kaže Ting. "Tragovi tamne tvari? Lako moguće".

Naravno, ovaj višak pozitrona nije dokaz postojanja tamne tvari jer se oni mogu pojavljivati i iz drugih izvora poput pulsara, no AMS nam može pomoći u rasvjetljavanju svih tih misterija. Iz matematičke točke gledišta, ništa ne bi smjelo postojati. Materija i antimaterija bi se pri sudaru poništile nakon Big Banga i svele na nulu, no do toga nije došlo, pa u svemiru postoji mnoštvo svega i svačega, mada nitko ne zna objasniti zašto. 

Ting je proveo desetljeća u lobiranju za izgradnju AMS-a i njegovo slanje u orbitu, a sam instrument je jedno od najvećih dostignuća elektronike s nevjerojatno osjetljivim i preciznim instrumentarijem koji je u stanju djelovati i u svemiru.

Instrument mase 7 tona radi slično poput ubrzivača čestica u CERN-u, s kriogenim hlađenjem permanentnog magneta koji savija zrake dolazećih čestica. Način na koji se one savijaju ovisi o njihovom naboju i vrsti. AMS je pun ksenona i sadrži nevjerojatno precizno podešene cijevi i druge dijelove, te ga Ting uspoređuje s medicinskom opremom. "Donio sam čestice u bolnicu i stavio ih pod CT skener", kaže Tang opisujući rad AMS-a, dodajući kako je njemu i drugim znanstvenicima trebalo 18 godina istraživanja da dođu do ovih rezultata.

Čitav znanstveni izvještaj AMS-ovog tima možete pronaći na ovoj poveznici.