قبل بضع سنوات ، أعادنا الحمولة الناقلة لاستكشاف المادة المضادة والفيزياء الفلكية الخفيفة ، PAMELA ، بعض المعلومات الغريبة ... الحمولة الزائدة من المادة المضادة في درب التبانة. لماذا هذا العضو من طيف الأشعة الكونية له آثار مثيرة للاهتمام على المجتمع العلمي؟ قد يعني الدليل المطلوب لتأكيد وجود المادة المظلمة.
من خلال استخدام تلسكوب Fermi Large Area ، تمكن الباحثون في معهد Kavli للفيزياء الفلكية للجسيمات وعلم الكونيات (KIPAC) في جامعة ستانفورد من التحقق من نتائج نتائج PAMELA. علاوة على ذلك ، من خلال كونها في نهاية الطاقة العالية للطيف ، يبدو أن هذه الوفرة تتحقق من التفكير الحالي في سلوك المادة المظلمة وكيف يمكن أن تنتج البوزيترونات.
هناك العديد من النظريات ، لكن الفكرة الأساسية هي أنه إذا كان جسيم المادة المظلمة يفي بمضاد الجسيم ، فسيتم القضاء على كليهما. وستؤدي عملية الإبادة هذه إلى توليد جزيئات جديدة ، بما في ذلك البوزيترونات ". يقول ستيفان فونك ، الأستاذ المساعد في ستانفورد وعضو KIPAC. "عندما نظرت تجربة PAMELA في طيف البوزيترونات ، مما يعني أخذ عينات البوزيترونات عبر مجموعة من مستويات الطاقة ، وجدت أكثر من المتوقع من عمليات الفيزياء الفلكية التي تم فهمها بالفعل. السبب الذي جعل PAMELA تولد مثل هذه الإثارة هو أنه من المحتمل على الأقل أن البوزترونات الزائدة تأتي من إبادة جزيئات المادة المظلمة ".
ولكن كان هناك خلل في ما قد يكون الحل السلس. يفقد التفكير الحالي إشارة البوزيترون عند انخفاضها إلى مستوى معين - وهي نتيجة لم يتم التحقق منها وقادت الباحثين إلى الشعور بأن النتائج غير حاسمة. لكن البحث لم ينتهي عند هذا الحد. توصل الفريق المكون من Funk و Justin Vandenbroucke ، وهو زميل ما بعد الدكتوراه وزميل Kavli وطالب الدراسات العليا Warit Mitthumsiri المدعوم من avli ، إلى بعض الحلول الإبداعية. في حين أن تلسكوب Fermi Gamma-ray Space Telescope لا يمكنه التمييز بين الإلكترونات المشحونة سلبًا والبوزيترونات الموجبة الشحنة بدون مغناطيس - توصلت المجموعة إلى احتياجاتها على بعد بضع مئات الأميال فقط.
المجال المغناطيسي للأرض ...
هذا صحيح. كوكبنا الخاص قادر على ثني مسارات هذه الجسيمات المشحونة للغاية. حان الوقت الآن لفريق البحث لبدء دراسة حول خرائط الجيوفيزياء واكتشاف كيفية فرز الأرض للجسيمات المكتشفة مسبقًا. كانت طريقة جديدة لتصفية النتائج ، ولكن هل يمكن أن تعمل؟
"الشيء الأكثر متعة بالنسبة لي في هذا التحليل هو طبيعته متعددة التخصصات. لم نكن نستطيع على الإطلاق إجراء القياس بدون هذه الخريطة المفصلة للمجال المغناطيسي للأرض ، والتي قدمها فريق دولي من الجيوفيزيائيين. ولإجراء هذا القياس ، كان علينا أن نفهم المجال المغناطيسي للأرض ، مما يعني البحث عن العمل المنشور لأسباب مختلفة تمامًا من قبل العلماء في مجال آخر تمامًا. " قال Vandenbroucke. "إن الوجبات السريعة هنا هي مدى قيمة قياس وفهم العالم من حولنا بأكبر عدد ممكن من الطرق. بمجرد الحصول على هذه المعرفة العلمية الأساسية ، غالبًا ما يكون من المفاجئ كيف يمكن لهذه المعرفة أن تكون مفيدة ".
ومن الغريب أنهم ما زالوا يتوصلون إلى أكثر من الكمية المتوقعة من البوزيترونات المضادة للمادة كما تم الإبلاغ عنه سابقًا طبيعة. لكن مرة أخرى ، لم تُظهر النتائج الانحدار النظري الذي كان متوقعًا إذا كانت هناك مادة مظلمة. على الرغم من هذه النتائج غير الحاسمة ، إلا أنها لا تزال طريقة فريدة للنظر في الدراسات الصعبة وتحقيق أقصى استفادة مما هو متوفر.
"أجد أنه من الرائع محاولة تحقيق أقصى استفادة من أداة فيزيائية فلكية وأعتقد أننا فعلنا ذلك باستخدام هذا القياس. كان من المُرضي للغاية أن نهجنا ، كما هو ، كان يبدو أنه يعمل بشكل جيد. أيضا ، عليك حقا أن تذهب إلى حيث يأخذك العلم ". يقول فونك. "كان دافعنا هو تأكيد نتائج PAMELA لأنها مثيرة للغاية وغير متوقعة. وفيما يتعلق بفهم ما يحاول الكون إخبارنا به هنا ، أعتقد أنه كان من المهم تأكيد نتائج PAMELA بواسطة أداة وتقنية مختلفة تمامًا ".
المصدر الأصلي للقصة: البيان الصحفي لمؤسسة كافلي. لمزيد من القراءة: قياس إلكترونات أشعة كونية منفصلة وأطياف بوزيترون باستخدام تلسكوب فيرمي للمساحات الكبيرة.
