Beberapa tahun yang lalu, Muatan untuk Eksplorasi Materi Antimateri dan Astrofizik Nukleus Cahaya, PAMELA, menghantar kami kembali beberapa maklumat yang ingin tahu ... kelebihan anti-bahan di Bima Sakti. Mengapa anggota spektrum sinar kosmik ini mempunyai implikasi yang menarik kepada komuniti saintifik? Ini boleh bermaksud bukti yang diperlukan untuk mengesahkan adanya bahan gelap.
Dengan menggunakan Teleskop Kawasan Besar Fermi, penyelidik dengan Institut Kavli untuk Astrofizik dan Kosmologi Partikel (KIPAC) di Universiti Stanford dapat mengesahkan hasil penemuan PAMELA. Lebih-lebih lagi, dengan berada di hujung spektrum tenaga tinggi, kelimpahan ini seolah-olah mengesahkan pemikiran semasa mengenai tingkah laku bahan gelap dan bagaimana ia dapat menghasilkan positron.
"Terdapat pelbagai teori, tetapi idea dasarnya adalah jika zarah gelap memenuhi antikartikelnya, kedua-duanya akan dimusnahkan. Dan proses pemusnahan itu akan menghasilkan zarah baru, termasuk positron. " kata Stephan Funk, seorang penolong profesor di Stanford dan anggota KIPAC. "Ketika eksperimen PAMELA melihat spektrum positron, yang bermaksud mengambil sampel positron di berbagai tahap tenaga, ia menemukan lebih banyak daripada yang diharapkan dari proses astrofizik yang sudah difahami. Alasan PAMELA menimbulkan kegembiraan adalah bahawa paling tidak mungkin kelebihan positron berasal dari pemusnahan zarah-zarah bahan gelap. "
Tetapi ada masalah dalam penyelesaian yang mungkin. Pemikiran semasa mempunyai isyarat positron menurun ketika mencapai tahap tertentu - penemuan yang tidak disahkan dan menyebabkan para penyelidik merasakan hasilnya tidak dapat disimpulkan. Tetapi penyelidikan itu tidak berakhir di sana. Pasukan yang terdiri daripada Funk, Justin Vandenbroucke, seorang postdoc dan Kavli Fellow serta pelajar siswazah yang disokong oleh avli, Warit Mitthumsiri, menghasilkan beberapa penyelesaian kreatif. Walaupun Teleskop Angkasa sinar Fermi Gamma tidak dapat membezakan antara elektron bermuatan negatif dan positron bermuatan positif tanpa magnet - kumpulan itu memenuhi keperluan mereka hanya beberapa ratus batu jauhnya.
Medan magnet bumi sendiri ...
Betul. Planet kita sendiri mampu membengkokkan jalur zarah-zarah yang sangat bermuatan ini. Kini tiba masanya bagi pasukan penyelidik untuk memulai kajian mengenai peta geofizik dan mengetahui dengan tepat bagaimana Bumi menyaring zarah-zarah yang terdeteksi sebelumnya. Ini adalah kaedah baru untuk menyaring penemuan, tetapi dapatkah ia berhasil?
"Perkara yang paling menggembirakan dalam analisis ini bagi saya adalah bersifat interdisipliner. Kami sama sekali tidak dapat membuat pengukuran tanpa peta terperinci medan magnet Bumi ini, yang disediakan oleh pasukan ahli geofizik antarabangsa. Oleh itu, untuk membuat pengukuran ini, kita harus memahami medan magnet Bumi, yang bermaksud meneliti karya yang diterbitkan untuk alasan yang sama sekali berbeza oleh saintis dalam disiplin lain sama sekali. " kata Vandenbroucke. "Perjalanan besar di sini adalah betapa berharganya mengukur dan memahami dunia di sekitar kita dengan sebanyak mungkin cara. Setelah anda mempunyai pengetahuan saintifik asas ini, sering mengejutkan bagaimana pengetahuan itu berguna. "
Anehnya, mereka masih menghasilkan lebih banyak daripada jumlah positron antimateri seperti yang dilaporkan sebelumnya Alam semula jadi. Tetapi sekali lagi, penemuan ini tidak menunjukkan penurunan teori yang diharapkan sekiranya bahan gelap terlibat. Walaupun hasilnya tidak dapat disimpulkan, ini masih merupakan kaedah unik untuk melihat kajian yang sukar dan memanfaatkan sepenuhnya apa yang sedang dilakukan.
"Saya merasa sangat menarik untuk mencuba memanfaatkan instrumen astrofizik sepenuhnya dan saya rasa kami melakukannya dengan pengukuran ini. Sangat memuaskan bahawa pendekatan kami, novel seperti itu, nampaknya berjalan lancar. Anda juga mesti pergi ke mana sains membawa anda. " kata Funk. "Motivasi kami adalah untuk mengesahkan hasil PAMELA kerana ia sangat menarik dan tidak dijangka. Dan sejauh memahami apa yang sebenarnya diceritakan oleh Alam Semesta di sini, saya rasa penting bahawa keputusan PAMELA disahkan oleh instrumen dan teknik yang sama sekali berbeza. "
Sumber Kisah Asal: Siaran Berita Yayasan Kavli. Untuk Bacaan Lanjut: Pengukuran spektrum elektron dan positron sinar kosmik yang terpisah dengan Teleskop Kawasan Besar Fermi.
