Hinweise der mysteriösen dunklen Materie offenbart durch kosmische Strahlung

Ein Teilchendetektor 250 Meilen (400 Kilometer) über der Erde schweben hat 41 Milliarden cosmic-Ray Partikel analysiert und die Daten ergaben sich neue Einblicke in die geheimnisvolle und unsichtbare dunkle Materie, dass Physiker 27 Prozent des Universums ausmacht glauben.

Der Alpha Magnetic Spectrometer (AMS)-Detektor an Bord der internationalen Raumstation ISS gesammelt Beweis für dunkle Materie bereits letztes Jahr, aber die neuen Ergebnisse sind genauesten Messungen der kosmischen Strahl Partikel noch. Sie enthalten 50 % mehr Daten und ergaben sich neue Erkenntnisse über den Ursprung der Teilchen in der kosmischen Strahlung gefunden, sagte Samuel Ting, Professor für Physik am MIT und einer AMS-Sprecher, während einer live-Webcast am CERN (Europäische Organisation für Kernforschung) Lab in der Schweiz gestern (Sept. 18).

Physiker die Theorie der Existenz von unsichtbaren und bisher nicht nachweisbar, dunkle Materie als eine Möglichkeit zu erklären, warum Galaxien und Himmelskörper nicht einfach zu entwirren und auseinander fliegen. Alle Materie schafft seine eigene Schwerkraft, aber nach Berechnungen, sichtbare Materie nicht annähernd genug Schwerkraft das Universum zusammenhält. Physiker schätzen, dass etwa fünf Mal so viel dunklen Materie gibt es sichtbare Materie um das Universum zusammenhalten muss. [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

Dunklen Materie Kollisionen

Aber Physiker weiß nicht, was dunkle Materie besteht, oder wie man es direkt zu erkennen. Eine populäre Theorie schlägt vor, dass dunkler Materie aus schwach wechselwirkende massive Teilchen (WIMPs besteht). Physiker vermuten, dass wenn zwei Weicheier kollidieren, sie einander vernichten und ein Elektron und die Antimaterie-Partner, das Positron schaffen. Positronen haben die gleiche Masse wie Elektronen, aber eine positive Ladung anstelle von einem negativen.

Das ist, wo AMS und kosmische Strahlendaten hereinkommen. Kosmische Strahlung bestehen meist aus Teilen der Atome, wie Protonen und Kerne mit ihrer Elektronen abgestreift, sowie hochenergetischen Positronen und Elektronen in gemischt. Aber es einen riesigen Überschuss von Positronen im Vergleich zu Elektronen, gibt Physiker glaube, dass kosmische Strahlung die einzige Quelle für Positronen sind. Physiker glaube, die andere Quelle der Kollision der schwer fassbaren Teilchen der dunklen Materie sein könnte.

Neue Erkenntnisse der dunklen Materie

AMS kann jedes Partikels Energieniveau in Gigaelectron Volt (GeV) messen. Ein GeV entspricht 1 Milliarde Elektronenvolt. Cosmic-Ray erhobenen Daten durch AMS zeigte, dass der Strom von Positronen völlig verschieden von den Strom von Elektronen in Stärke und Energie. [Wie funktioniert die Antimaterie-Jagd Alpha Magnetspektrometer (Infografik)]

"sie haben keine Beziehung zu einander," Ting sagte. "Das ist etwas sehr, sehr seltsam. Wir verbrachten viel Zeit dieses überprüfen; Es ist keine Frage das ist nicht richtig. "

Ting und andere Physiker denke, die Unterschiede bedeuten müssen, dass Positronen und Elektronen aus unterschiedlichen Quellen stammen.

Basierend auf astrophysikalische Vorgängermodellen der Raum Teilchenkollisionen, sollte die Anzahl der Positronen im Vergleich zu Elektronen mit der Energie der kosmischen Strahlung verringern. Aber die neuen Daten vom AMS zeigen, dass die Anzahl der Positronen tatsächlich mit das Energieniveau erhöht, bis es 275 hits GeV. Auf höhere Energieniveaus beginnt die Anzahl der Positronen wieder zu verringern.

Ting sagte, es dauerte ein halbes Jahrhundert der cosmic-Ray Experimente zu diesem Gipfel zu berechnen. Der nächste Schritt ist herauszufinden, wie schnell die Anzahl der Positronen auf Energieniveaus mehr als 275 verringert GeV, sagte er. Es ist jedoch klar, dass Positronen sehr viel langsamer als Elektronen rückläufig sind. Eine Erklärung für den Unterschied ist, dass Positronen durch Kollisionen der dunklen Materie wieder aufgefüllt sein werden.

Um zu beweisen, dass dunkle Materie existiert, müssen Physiker die Partikel direkt zu fangen. Das wird wahrscheinlich beinhalten, fangen die Partikel, die Interaktion mit anderen regelmäßigen Materieteilchen.

"Es gibt viele, viele Erklärungen möglich," sagte Ting. "Bisher Messungen stehen im Einklang mit einer einheitlichen Quelle – dunkle Materie. Aber das bedeutet nicht, wir verfügen über ausgewiesene dunkle Materie existiert. "

Die Ergebnisse wurden auf einer Konferenz am CERN statt und in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

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