Antimaterijos ir tamsiosios medžiagos tyrimus vykdys naujas orbitinis dalelių detektorius

Tarptautinė mokslininkų komanda sukonstravo orbitinį dalelių detektorių, kurio pagalba sieks atskleisti didžiausias Visatos paslaptis. Jau dabar mokslininkai džiaugiasi, jog tai bus jautriausias iš visų dabar esančių kosminio spinduliavimo detektorių.

Be to, naujasis detektorius, pavadintas AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer), tyrinės Visatą ir jos savybes ieškodamas tamsiosios medžiagos ir antimaterijos.

"Nėra nieko panašaus į tai“, - teigia šio NASA projekto vadovas Trent Martin. Prie jo konstravimo prisidėjo 56 institucijos iš 16 šalių ir buvo finansuotas JAV Energijos departamento. Vienas iš pagrindinių detektoriaus AMS-02 bendradarbių yra 1976 metų Nobelio premijos laureatas ir MIT fizikos profesorius Samuel Ting.

Detektorius nebus iškeltas kaip savarankiškas Žemės dirbtinis palydovas, o bus tiesiog nuskraidintas į Tarptautinę Kosminę Stotį (TKS). Į stotį jis turėtų nukeliauti su paskutine daugkartinio erdvėlaivio „Shuttle“ misija – ji vyks 2011 metų vasario mėnesį. Detektorių astronautai pritvirtins prie TKS ir po įjungimo ims rinkti duomenis maždaug 7GB/s greičiu. Ši informacija bus siunčiama į Žemę tolesnei analizei.

Vienintelis panašus į AMS-02 orbitinis spektrometras yra Pamela - tai kosminių spindulių ir tamsiosios materijos detektorius, paleistas Rusijos ir Italijos 2007 m. Jis yra daug mažesnis ir ne toks jautrus kaip AMS-02, tvirtina Roberto Battiston, Nacionalinio branduolinės fizikos instituto Perudžijoje (University of Perugia and the National Institute of Nuclear Physics in Perugia, Italy) profesorius.

Naujojo AMS detektoriaus masė yra 7000 kg, o jo plotis ir aukštis sieks 4.5 m. Pagrindinė sudedamoji spektrometro dalis yra spurgos formos vieno metro skersmens magnetas. Jo centre yra aštuoni atskiri detektoriai.

Magnetas įtrauks daleles į detektoriaus vidų ir toliau jos keliaus skirtingais keliais priklausomai nuo jų krūvio. Tuomet atskiri spektrometro detektoriai apskaičiuos dalelių trajektoriją, masę, dažnį, greitį ir energiją. Duomenų bus tiek daug, jog jų skaitmenizavimui ir pirminiam apdorojimui panaudota daugiau kaip 650 mikroprocesorių.

Dalelių spektrometras turėtų padėti atskleisti daugiau tamsiosios medžiagos, kuri sudaro beveik 25 procentus Visatos, paslapčių. Nors tamsiosios medžiagos egzistavimas tiesiogiai neįrodytas, jos egzistavimo hipotezė grindžiama matomų objektų iškreipimu dėl pernelyg didelės gravitacijos, kurios niekaip negalėtų sukurti įprastinės materijos kosminiai objektai. „AMS gali būti raktas į tamsiosios medžiagos supratimą, kadangi tai yra pirmas toks tikslus detektorius“, - viliasi Steve Nahn, MIT profesorius.

Detektorius taip pat ieškos užuominų apie Visatos gimimą siekdamas surasi antimateriją - tai tarsi protonų ir elektronų „dvyniai“, turintys tokią pačią masę, tačiau priešingą elektros krūvį. Mokslas jau įrodė, jog šios dalelės ne tik egzistuoja, bet ir sukuriamos dalelių greitintuvuose. Nustačius kiek antimaterijos egzistuoja dabartinėje Visatoje, šie duomenys labai padėtų aiškinantis Didžiojo sprogimo eigą ir toliau vykusius procesus.

Be to, AMS-02 galės daug tiksliau tyrinėti kosminių spindulių spektrą ir jų fizines savybes – mat Žemėje esančius spektrometrus pasiekia tik tie spinduliai, kurie praeina pro atmosferą. Gi orbitiniams spektrometrams atmosfera nebeturės jokio poveikio matavimo tikslumui.

„Prieš šimtą metų žmonės nesuprato elektronų, todėl jie pradėjo eksperimentuoti. Dabar mes turime mobiliuosius telefonus, kompiuterius ir milijonus tranzistorių“, - pasakoja Nahn. „Taigi ar yra verta išsiaiškinti iš ko sudaryta mūsų visata? Žinoma.“

Įdomu tai, jog šiuo metu yra vienas vienintelis detektorius, turintis didesnį jautrumą nei AMS-02. Ir tai yra ne kas kitas, o Didysis dalelių greitintuvas (LHC), suprojektuotas ir prižiūrimas Europos branduolinių tyrimų organizacijos (CERN). Tiek LHC, tiek AMS buvo suprojektuoti CERN, tačiau AMS-02 ieškos tamsiosios materijos kosmose, kur LHC to padaryti negali.

   

Facebook komentarai