Космический детектор AMS зафиксировал позитронные следы темной материи

Детектор AMS-02, установленный на Международной космической станции (МКС), вслед за российско-итальянским проектом «Памела» обнаружил аномальный избыток позитронов в космических лучах, что может являться следом темной материи — загадочной субстанции, на долю которой приходится более четверти массы Вселенной.

3 апреля глава эксперимента, Нобелевский лауреат по физике 1976 года Сэмюэл Тин представил на семинаре в ЦЕРНе первые результаты работы детектора, который был установлен на МКС в мае 2011 года. С этого времени магнитный альфа-спектрометр (Alpha Magnetic Spectrometer, AMS-02), предназначенный для поиска следов темной материи и антиматерии, зафиксировал около 25 миллиардов частиц, в том числе 400 тысяч позитронов в диапазоне энергий от 0,5 до 350 гигаэлектронвольт.

Данные AMS свидетельствуют, что в диапазоне с 10 до 250 гигаэлектронвольт доля позитронов относительно суммарного количества позитронов и электронов демонстрирует аномальный рост, который не предсказывает теория. Такой же рост в 2008 году зафиксировал российско-итальянский детектор PAMELA на борту спутника "Ресурс-ДК1". Ученые заявили, что одним из вероятных объяснений этого избытка позитронов может служить аннигиляция частиц темной материи, в результате чего рождаются эти частицы.

«В следующие месяцы AMS сможет определенно сказать нам, являются ли эти позитроны сигналом от темной материи или же они имеют другой источник», — сказал Тин.

Данные AMS не показали какой-то зависимости спектра частиц от направления, что может рассматриваться как подтверждение того, что источником избыточных позитронов является темная материя, а не точечные астрофизические объекты. Однако пока данные детектора не позволяют исключить альтернативные объяснения — например, что их источником являются пульсары в плоскости Галактики.

Кроме того, теория предсказывает, что если дело все же в темной материи, то доля позитронов должна перестать расти при энергиях выше 250 гигаэлектронвольт. В этой области пока недостаточно измерений, и как ожидается, AMS в течение следующих нескольких лет сможет прояснить, как ведут себя позитроны в зоне выше 250 гигаэлектронвольт.

Научный руководитель проекта «Памела» с российской стороны, директор Института космофизики НИЯУ МИФИ Аркадий Гальпер, отметил, что работа проекта AMS — «очень большая и ценная работа, это новый шаг».

«Теперь с большей статистикой и с некоторым продвижением в сторону больших энергий полностью подтверждается результат «Памелы», но наши американские коллеги надеются, что у них будет еще возможность получить статистические данные, и тогда можно будет ответить более определенно на вопрос о происхождении аномалии», — сказал ученый.

По материалам РИА Новости