Vor ein paar Jahren schickte uns die Nutzlast für die Erforschung von Antimaterie-Materie und die Astrophysik von Lichtkernen, PAMELA, einige merkwürdige Informationen zurück… eine Überladung von Antimaterie in der Milchstraße. Warum hat dieses Mitglied des kosmischen Strahlenspektrums interessante Auswirkungen auf die wissenschaftliche Gemeinschaft? Dies könnte den Beweis bedeuten, der zur Bestätigung der Existenz dunkler Materie erforderlich ist.
Mithilfe des Fermi-Großflächenteleskops konnten Forscher des Kavli-Instituts für Teilchenastrophysik und Kosmologie (KIPAC) der Stanford University die Ergebnisse der Ergebnisse von PAMELA überprüfen. Darüber hinaus scheinen diese Häufigkeiten im energiereichen Bereich des Spektrums das derzeitige Denken über das Verhalten der Dunklen Materie und die Art und Weise, wie es Positronen produzieren könnte, zu bestätigen.
„Es gibt verschiedene Theorien, aber die Grundidee ist, dass beide vernichtet würden, wenn ein Teilchen der Dunklen Materie auf sein Antiteilchen treffen würde. Und dieser Vernichtungsprozess würde neue Partikel erzeugen, einschließlich Positronen. “ sagt Stephan Funk, Assistenzprofessor an der Stanford University und Mitglied der KIPAC. „Als das PAMELA-Experiment das Spektrum der Positronen untersuchte, dh Positronen über einen Bereich von Energieniveaus hinweg abtastete, fand es mehr als von bereits verstandenen astrophysikalischen Prozessen erwartet. Der Grund, warum PAMELA eine solche Aufregung erzeugt hat, ist, dass es zumindest möglich ist, dass die überschüssigen Positronen aus der Vernichtung von Partikeln der dunklen Materie stammen. "
Aber es gab einen Fehler in einer möglicherweise reibungslosen Lösung. Gegenwärtig fällt das Positronensignal ab, wenn es ein bestimmtes Niveau erreicht - ein Befund, der nicht verifiziert wurde und die Forscher zu dem Schluss brachte, dass die Ergebnisse nicht schlüssig waren. Aber die Forschung endete nicht dort. Das Team, bestehend aus Funk, Justin Vandenbroucke, einem Postdoc und Kavli Fellow sowie dem von Avli unterstützten Doktoranden Warit Mitthumsiri, entwickelte einige kreative Lösungen. Während das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop ohne Magneten nicht zwischen negativ geladenen Elektronen und positiv geladenen Positronen unterscheiden kann, hat die Gruppe ihre Bedürfnisse nur wenige hundert Meilen entfernt gefunden.
Erdmagnetfeld…
Das stimmt. Unser eigener Planet ist in der Lage, die Wege dieser hoch geladenen Teilchen zu biegen. Jetzt war es Zeit für das Forscherteam, eine Studie über geophysikalische Karten zu starten und genau herauszufinden, wie die Erde die zuvor entdeckten Partikel heraussiebt. Es war eine neue Art, Ergebnisse zu filtern, aber konnte es funktionieren?
„Das, was mir an dieser Analyse am meisten Spaß gemacht hat, ist ihre Interdisziplinarität. Ohne diese detaillierte Karte des Erdmagnetfelds, die von einem internationalen Team von Geophysikern zur Verfügung gestellt wurde, hätten wir die Messung absolut nicht durchführen können. Um diese Messung durchführen zu können, mussten wir das Magnetfeld der Erde verstehen, was bedeutete, über Arbeiten nachzudenken, die aus ganz anderen Gründen von Wissenschaftlern einer anderen Disziplin veröffentlicht wurden. “ sagte Vandenbroucke. „Das Wichtigste dabei ist, wie wertvoll es ist, die Welt um uns herum auf möglichst viele Arten zu messen und zu verstehen. Sobald Sie über diese grundlegenden wissenschaftlichen Kenntnisse verfügen, ist es oft überraschend, wie nützlich diese Kenntnisse sein können. "
Seltsamerweise kamen sie immer noch auf mehr als die erwartete Menge an Antimaterie-Positronen, wie zuvor in berichtet Natur. Aber auch hier zeigten die Ergebnisse nicht den theoretischen Abfall, der zu erwarten war, wenn es um dunkle Materie ging. Trotz dieser nicht schlüssigen Ergebnisse ist es immer noch eine einzigartige Art, schwierige Studien zu betrachten und das Beste aus dem zu machen, was zur Verfügung steht.
„Ich finde es faszinierend zu versuchen, das Beste aus einem astrophysikalischen Instrument herauszuholen, und ich denke, wir haben das mit dieser Messung gemacht. Es war sehr befriedigend, dass unser Ansatz, so neu er auch war, so gut zu funktionieren schien. Außerdem muss man wirklich dorthin gehen, wo die Wissenschaft Sie hinführt. “ sagt Funk. „Unsere Motivation war es, die PAMELA-Ergebnisse zu bestätigen, weil sie so aufregend und unerwartet sind. Und um zu verstehen, was das Universum uns hier tatsächlich zu sagen versucht, war es meiner Meinung nach wichtig, dass die PAMELA-Ergebnisse durch ein völlig anderes Instrument und eine andere Technik bestätigt wurden. “
Quelle der Originalgeschichte: Pressemitteilung der Kavli Foundation. Zur weiteren Lektüre: Messung getrennter Spektren von kosmischen Elektronen und Positronen mit dem Fermi-Großflächenteleskop.
