Cách đây vài năm, Tải trọng cho vật chất thăm dò vật chất phản vật chất và vật lý thiên văn ánh sáng, PAMELA, đã gửi lại cho chúng tôi một số thông tin gây tò mò về sự quá tải của vật chất trong Dải Ngân hà. Tại sao thành viên của phổ tia vũ trụ này có ý nghĩa thú vị đối với cộng đồng khoa học? Nó có thể có nghĩa là bằng chứng cần thiết để xác nhận sự tồn tại của vật chất tối.
Bằng cách sử dụng Kính thiên văn Khu vực Lớn Fermi, các nhà nghiên cứu thuộc Viện Vật lý thiên văn và Vũ trụ học hạt Kavli (KIPAC) tại Đại học Stanford đã có thể xác minh kết quả của phát hiện PAMELA. Hơn nữa, bằng cách ở cuối năng lượng cao của quang phổ, những sự phong phú này dường như xác minh suy nghĩ hiện tại về hành vi vật chất tối và cách nó có thể tạo ra positron.
Có nhiều lý thuyết khác nhau, nhưng ý tưởng cơ bản là nếu một hạt vật chất tối đáp ứng được hạt chống của nó, cả hai sẽ bị tiêu diệt. Và quá trình hủy diệt đó sẽ tạo ra các hạt mới, bao gồm cả positron. Stephan Funk, một giáo sư trợ lý tại Stanford và là thành viên của KIPAC nói. Khi thử nghiệm PAMELA đã xem xét phổ của positron, có nghĩa là lấy mẫu positron qua một loạt các mức năng lượng, nó đã tìm thấy nhiều hơn mong đợi từ các quá trình vật lý thiên văn đã hiểu. Lý do PAMELA tạo ra sự phấn khích như vậy là vì nó ít nhất có thể là các positron dư thừa đến từ sự hủy diệt các hạt vật chất tối.
Nhưng đã có một trục trặc trong những gì có thể là một giải pháp trơn tru. Suy nghĩ hiện tại có tín hiệu positron giảm xuống khi nó đạt đến một mức cụ thể - một phát hiện đã được xác minh và khiến các nhà nghiên cứu cảm thấy kết quả là không thuyết phục. Nhưng nghiên cứu vừa mới kết thúc ở đó. Nhóm nghiên cứu bao gồm Funk, Justin Vandenbroucke, một sinh viên tốt nghiệp sau đại học và Kavli Fellow và được hỗ trợ avli Warit Mitthumsiri, đã đưa ra một số giải pháp sáng tạo. Trong khi các tia gamma Kính viễn vọng Fermi Space không thể phân biệt giữa các electron mang điện tích âm và positron mang điện tích dương mà không có một nam châm - nhóm đã đưa ra nhu cầu của họ chỉ là một vài trăm dặm.
Trái đất từ trường riêng
Đúng rồi. Hành tinh rất riêng của chúng ta có khả năng bẻ cong đường đi của các hạt tích điện cao này. Bây giờ đã đến lúc nhóm nghiên cứu bắt đầu một nghiên cứu về bản đồ địa vật lý và tìm ra chính xác cách Trái đất sàng lọc các hạt được phát hiện trước đó. Đó là một cách lọc kết quả mới, nhưng nó có thể hoạt động không?
Một điều thú vị nhất về phân tích này đối với tôi là bản chất liên ngành của nó. Chúng tôi hoàn toàn không thể thực hiện phép đo nếu không có bản đồ chi tiết này về từ trường Trái đất, được cung cấp bởi một nhóm các nhà địa vật lý quốc tế. Vì vậy, để thực hiện phép đo này, chúng tôi phải hiểu từ trường Earth, có nghĩa là làm cho công việc được công bố vì những lý do hoàn toàn khác nhau bởi các nhà khoa học trong một chuyên ngành khác. Vandenbroucke nói. Phần lớn sự hấp dẫn ở đây là giá trị của việc đo lường và hiểu thế giới xung quanh chúng ta theo nhiều cách có thể. Một khi bạn có kiến thức khoa học cơ bản này, nó thường ngạc nhiên khi kiến thức đó có thể hữu ích.
Thật kỳ lạ, họ vẫn tìm ra nhiều hơn số lượng positron phản vật chất như đã báo cáo trước đó trong Thiên nhiên. Nhưng một lần nữa, những phát hiện đã không cho thấy sự sụt giảm về mặt lý thuyết sẽ xảy ra nếu có vật chất tối có liên quan. Mặc dù có những kết quả không thể kết luận này, nhưng nó vẫn là một cách độc đáo để xem xét các nghiên cứu khó khăn và tận dụng tối đa những gì trong tầm tay.
Tôi thấy thật thú vị khi cố gắng tận dụng tối đa công cụ vật lý thiên văn và tôi nghĩ chúng tôi đã làm điều đó với phép đo này. Nó rất hài lòng rằng cách tiếp cận của chúng tôi, tiểu thuyết như nó, dường như làm việc rất tốt. Ngoài ra, bạn thực sự phải đi nơi khoa học đưa bạn đến. Funk nói. Động lực của chúng tôi là xác nhận kết quả PAMELA vì chúng rất thú vị và bất ngờ. Và theo như hiểu được những gì Vũ trụ thực sự đang cố nói với chúng ta ở đây, tôi nghĩ điều quan trọng là kết quả PAMELA đã được xác nhận bởi một công cụ và kỹ thuật hoàn toàn khác.
Nguồn gốc của câu chuyện: Kavli Foundation News News. Để đọc thêm: Đo điện tử tia vũ trụ và phổ positron riêng biệt với Kính thiên văn diện tích lớn Fermi.
