Evrende çok uzakta bir yerde bir yıldız patlar ve bir çağlayan başlar.
Enerji ve küçük madde parçaları çiçek açan süpernovadan her yöne doğru hızlanır. Gezegenleri ve diğer yıldızları etkiliyorlar ve yıldızlararası medyaya çarpıyorlar ve küçük bir kısmı Dünya'ya ulaşıyor.
Bunlar birincil kozmik ışınlar, ışık ışınları ve bilim adamlarının ince teleskoplarla tespit ettiği nötrino adı verilen hayalet atom altı parçacıklar ve Güney Kutbu'nun buzunun altına gömülü garip, hala bir dedektördür. Yıldızlar evrende öldükçe, her yönden bir selden gelirler.
Ama bunlar sadece kozmik ışınlar değil. Tespit edilmesi daha zor ve gizemli başka bir tür daha var.
Birincil kozmik ışınlar yıldızlararası medya ile çarpıştığında - yıldızlar arasında bilinmeyen, farkedilemez şeyler - bu medya canlanır, kendi yüklü parçacık akışlarını uzaya gönderir, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde kazanan bir fizik profesörü Samuel Ting, hem madde hem de antimadde kuarklardan oluşan garip yeni bir parçacık sınıfının ilkini keşfetmek için 1976 Nobel Ödülü.
Ve 11 Ocak'ta Fiziksel İnceleme Mektupları dergisinde yayınlanan yeni bir makalede Ting ve meslektaşları, bu parçacıkların ne olduğunu ve nasıl davrandıklarını daha da anlattılar. Özellikle, araştırmacılar, helyum, karbon ve oksijen ışınlarının yüklerini ve spektrumlarını açıklayan daha önceki sonuçlara dayanarak, Dünya atmosferine çarpan lityum, berilyum ve bor çekirdeği parçacıklarının yüklerini ve spektrumlarını tanımladılar.
Ting, “Bunları incelemek için uzaya manyetik bir cihaz koymanız gerekiyor, çünkü zeminde yüklü kozmik ışınlar 100 kilometrelik atmosfer tarafından emiliyor,” dedi Ting Live Science'a.
Bu makalenin sonuçları, Ting ve diğer bazı fizikçilerin o zamanlar NASA'nın yöneticisi olan Daniel Goldin'i ziyaret ettikleri Mayıs 1994'teki bir toplantıya dayanan yirmi yıldan fazla çalışmanın doruk noktası. Amaç: Goldin'i 1998'de inşa etmeye dört yıl sonra başlayacak olan Uluslararası Uzay İstasyonu'na (ISS) bir mıknatıs koymaya ikna etmek. Bir mıknatıs olmadan, kozmik parçacıklar herhangi bir dedektörden düz bir çizgide geçerek özellikleri hakkında bilgi, dedi Ting.
Goldin "dikkatle dinledi," dedi Ting. Diyerek şöyle devam etti: "Bunun uzay istasyonu için iyi bir deney fikri olduğunu söyledi. Ama hiç kimse uzaya bir mıknatıs koymadı, çünkü uzayda bir mıknatıs - çünkü Dünya'nın manyetik alanı ile etkileşime girdiğinden - bir tork üretecek ve uzay istasyonu kontrolü kaybedecek "Tıpkı manyetik pusula gibi."
ISS'yi gökyüzünün dışına bükmekten kaçınmak için Ting ve ortak çalışanları, Alfa Manyetik Spektrometresi'ni (AMS) inşa ettiler: Fermilab ve CERN'deki kadar hassas, ancak minyatürize edilmiş ve içi boş bir manyetik tüpün içine yerleştirilmiş bir parçacık detektörü. Kritik olarak, tüpün iki yarısı kutupları tersine çevirdi, bu yüzden uzay istasyonunu zıt yönlerde torkladılar, birbirlerini iptal ettiler.
2011 yılında, AMS, uzay gemisinin ikinci-son görevi olan uzay mekiği Endeavour'da uzaya indi. Ve son on yılın çoğunda, AMS sessizce 100 milyar kozmik ışın tespit etti.
Sonuçta Ting ve ekibi bu verileri evrenle ilgili çok özel soruları cevaplamak için kullanmayı umuyorlar. (Yine de, parçacıkların Mars'a giderken astronotları toplayabileceği gibi daha sıradan sorulara da cevap verebilir.)
Ting, “İnsanlar 'yıldızlararası medya' derler. Yıldızlararası medya nedir? Mülkiyet nedir? Kimse gerçekten bilmiyor,” dedi Ting. "Evrendeki maddenin yüzde doksanını göremezsiniz. Ve bu yüzden buna karanlık madde diyorsunuz. Ve soru şu: Karanlık madde nedir? Şimdi, bunu yapmak için çok hassas pozitronları, antiprotonları, anti -helyum ve tüm bunlar. "
Ting, ikincil kozmik ışınlara gelen madde ve antimadde dikkatli bir şekilde ölçülerek, teorisyenlere evrendeki görünmeyen maddeyi tanımlamak için gerekli araçları sunmayı umduğunu ve bu açıklama ile evrenin neden maddeden yapıldığını anlamayı umduğunu söyledi. hepsi ve antimadde değil. Ting de dahil olmak üzere birçok fizikçi, karanlık maddenin bu sorunu çözmenin anahtarı olabileceğine inanıyor.
“Başlangıçta, eşit miktarda madde ve antimadde olmalı. Yani, sorular: Evren neden antimaddeden yapılmıyor? Ne oldu? Anti-helyum var mı? Anti-karbon? Anti-oksijen? Nerede? onlar mı? "
Live Science, Ting'in çalışmasını ve bu makaleyi tartışmak için karanlık madde üzerinde çalışan bir takım teorisyenlere ulaştı ve birçoğu, AMS'nin sonuçlarının konuya henüz çok fazla ışık tutmadığına dikkat çekti - çünkü enstrüman henüz uzay yolculuğu konusunda sağlam ölçümler yapmadı. antimadde (umut verici birkaç erken sonuç olmasına rağmen).
North Carolina State Üniversitesi'nden bir astrofizikçi Katie Mack, "Kozmik ışınların nasıl oluştuğu ve yayıldığı, yıldızlararası ortamı ve diğer galaksilerdeki potansiyel olarak yüksek enerjili patlamaları anlamamıza yardımcı olabilecek büyüleyici ve önemli bir sorundur." AMS'nin bu projenin kritik bir parçası olduğunu.
Mack, AMS'nin daha önemli, doğrulanmış antimadde sonuçları ortaya çıkarabileceğini veya bu makalede açıklananlar gibi önemli tespitlerin araştırmacıların karanlık madde hakkındaki soruları yanıtlamasına yardımcı olacağını söylüyor. Ama bu henüz gerçekleşmedi. "Ama karanlık madde arayışı için," dedi Canlı Bilime, "En önemli şey deneyin antimadde hakkında bize söyleyebileceği şeydir, çünkü madde, antimadde çiftlerine imha eden karanlık maddedir. anahtar sinyal aranıyor. "
Ting projenin oraya geldiğini söyledi.
Ting, "Pozitronları ölçüyoruz. Ve spektrum, karanlık maddenin teorik spektrumuna çok benziyor. Ancak onaylamak için daha fazla istatistiğe ihtiyacımız var ve oran çok düşük. Yani, sadece birkaç yıl beklemek zorundayız." Dedi.
