Сообщения о 10 ядрах антигелия, столкнувшихся МКС, вдохновили физиков-теоретиков на предположения, выходящие за пределы имеющихся научных моделей.
Хотя небольшая кучка космических частиц с первого взгляда не кажется чем-то необычным, признаки антигелиевого «дождя» достаточно странные, чтобы исследователи отнеслись к событию как к ливню в пустыне. Исследование опубликовано в Physical Review.
В недавно опубликованном анализе ученые из Периметрического института теоретической физики (Perimeter Institute for Theoretical Physics) в Канаде и Университета Джона Хопкинса в США приводят аргументы в пользу рассмотрения физики за пределами Стандартной модели, предполагая участие темной материи.
С 2011 года на борту Международной космической станции находится альфа-магнитный спектрометр (AMS-02), который зафиксировал более 200 млрд событий, связанных с космическим излучением. Большинство из зафиксированных частиц были обычными, но некоторые еще неопубликованные отчеты свидетельствуют, что десять из них были совсем не типичными — они состояли из пар антипротонов, соединенных с одним или двумя антинейтронами.
Каждая элементарная частица «обычной» материи, такая как электроны, нейтрино и кварки, имеет соответствующего двойника с такими же свойствами, но противоположным зарядом — античастицу. Античастицы, такие как позитроны, антинейтрино и антикварки, должны были выйти из Большого взрыва в таком же количестве, как электроны, нейтрино и кварки, которые бы аннигилировали друг с другом. Тот факт, что Вселенная состоит из гораздо большего разнообразия форм материи, чем электромагнитное излучение, говорит, что люди что-то не совсем понимают в балансе первоначального вещества и антивещества.
Подобно тому, как ученые производят антивещество, используя ускорители частиц, природа продолжает выделять антипротоны и антинейтроны во время катаклизмов с высокой энергией. Часть из них избегает аннигиляции, путешествует по космосу и фиксируется на Земле или возле нее.
Англійська для IT від Englishdom. В межах курсу можна освоїти ключові ІТ-теми та почати без проблем говорити з іноземними колегами. Дійзнайтеся більше
Данные AMS-02 включали антипротоны и антинейтроны в форме ядер антигелия — редкое сочетание, которое требует, чтобы античастицы двигались медленно и были плотно упакованы, чтобы дать субатомным частицам возможность соединиться.
Интересно, что для каждого ядра антигелия с двумя антинейтронами, изотопа под названием антигелий-4, было два с одним антинейтроном: антигелий-3. Полагаясь исключительно на имеющуюся физику, ученые рассчитали соотношение изотопов 10 000 к одному.
То, что создало два образца изотопа антиматерии и направило их в нашу сторону, отличалось от известных процессов. Начальные условия требовали, чтобы субатомные строительные блоки двигались невероятно медленно, прежде чем они были выброшены в пространство. Одной из возможностей может быть распад пока неизвестной частицы, которую можно даже квалифицировать как темную материю.
Исследователи предполагают, что невероятно горячая концентрация плазмы с быстрым ростом, созданная из известных частиц, может обеспечить как толчок, так и правильное соотношение ядер антигелия.
Хотя подобные «огненные шары» никогда не наблюдались, они могут возникать при столкновениях между массами темной материи, которые содержат достаточное количество антикварков.
Англійська для IT від Englishdom. В межах курсу можна освоїти ключові ІТ-теми та почати без проблем говорити з іноземними колегами. Дійзнайтеся більше
Второй возможный сценарий касается так называемых «темных карликов». Эти гипотетические шары темных фотонов, темных электронов и темных нейтронов также могут столкнуться вместе и создать условия, которые могут излучать антигелий в нужном соотношении.
Ни одна модель не была полностью разработана, она состоит из сложной динамики, которая вызывает много дискуссий о возможных деталях. Сама темная материя еще должна быть подтверждена как материальное явление, не говоря уже о ее свойствах.
Однако даже такие очень спекулятивные модели могут содержать зачатки открытий. Новые данные с AMS-02 могут еще собрать данные, которые предоставят еще один взгляд на происхождение этого странного антигелиевого «дождя».
Вчені придумали, як відшукати темну матерію — вона може взаємодіяти з іоносферою Землі
Источник: Science Alert