Megtalálták végre a sötét anyagot?

Körülbelül két héten belül nagy bejelentésre kerülhet sor a sötét anyag kutatásokban. Ekkor látnak majd napvilágot az egyik vezető tudományos folyóiratban a Nemzetközi Űrállomás (ISS) külső részén elhelyezett Alfa Mágneses Spektrométer (AMS) részecske gyűjtő eredményei, nyilatkozott Samuel Ting, az MIT fizikusa, az AMS főfelügyelője.

Bár Ting nem árulta el, mit is talált pontosan a kísérlet, elmondása szerint az eredmények a sötét anyag rejtélyéhez kapcsolódnak, ahhoz a láthatatlan dologhoz, ami a hagyományos anyagnál elméletileg jóval nagyobb, körülbelül hatszoros mértékben van jelen a világegyetemben. "Nem kis horderejű cikk lesz" - mondta Ting, hozzátéve, hogy a tudósok harmincszor írták át a tanulmányt, ennek ellenére is csak egy "kis lépést" jelent a sötét anyag mibenlétének kiderítésében, így valószínűleg még koránt sem fogunk minden kérdésre választ kapni.

Egyes fizikai elméletek szerint a sötét anyag úgynevezett WIMP-ekből, gyengén kölcsönható, tömeggel rendelkező részecskékből tevődik össze, egy olyan részecskeosztályból, ami magába foglalja saját antianyag részecskéit is. Amikor az anyag és az antianyag találkoznak, kioltják egymást, így amikor két WIMP összeütközik, megsemmisülnek és a folyamatban egy részecskepár szabadul fel - egy elektron és antianyag párja, egy pozitron.

Az AMS képes észlelni a Tejút sötét anyag kioltásaiból keletkező elektronokat és pozitronokat. A 2 milliárd dolláros műszert 2011 májusában helyezték el az ISS-en és eddig 25 milliárd részecske eseményt észlelt, ebből körülbelül 8 milliárd elektron és pozitron volt. Ting elmondása szerint a tanulmány részletezni fogja az adatokat, illetve az észlelt részecskék energiáit.


Amennyiben a kísérlet egy bizonyos energiájú pozitronok sokaságát észlelte, az a sötét anyag egy észlelésére utal, mivel elektronokban igen gazdag kozmikus környezetünk, pozitronok azonban jóval kevesebb folyamatból keletkeznek. "A perdöntő bizonyíték egy emelkedés, majd egy drasztikus visszaesés lenne az adott energiájú pozitronok számában, mivel a sötét anyag kioltásokban keletkező pozitronok egy rendkívül specifikus energiával rendelkeznek, ami a sötét anyagot alkotó WIMP-ek tömegétől függ" - magyarázta Michael Turner, a Chicago Egyetem kozmológusa, aki nem vett részt az AMS projektben.

Egy másik árulkodó jel a pozitronok érkezési iránya lehet. Amennyiben sötét anyagból származnak a tudósok várakozása szerint egyenletesen oszlanak el az űrben, ha viszont valamilyen asztrofizikai folyamat, például egy csillagrobbanás eredményei, akkor egy adott irányból csapódtak be az AMS-be. "Sok minden képes utánozni a sötét anyagot" - tette hozzá Lisa Randall, a Harvard Egyetem elméleti fizikusa, aki szintén független az AMS projekttől, azonban nagyon várja a bejelentést. "Ezekben a kísérletekben a kérdés az, mikor van olyan antianyagunk, amit asztrofizikai forrással magyarázhatunk, és mikor van olyasvalamink, ami valami egészen újra utal?"

A tudósok az AMS eredményétől függetlenül is úgy vélik, hamarosan tisztábban fognak látni a sötét anyag eredetét illetően. Az AMS mellett a Nagy Hadronütköztető (LHC) és több földalatti detektor is dolgozik a kérdések megválaszolásán. "Meggyőződésünk, hogy egy felfedezés küszöbén állunk"- mondta Turner. "Úgy gondoljuk, hogy ez a WIMP évtizede lesz"