С 2011 года на борту Международной космической станции работает уникальный детектор — Альфа-магнитный спектрометр (AMS-02). Его ключевая задача — поиск и изучение частиц антиматерии в космических лучах. Уже в 2013 году прибор зафиксировал неожиданные данные, поставившие под сомнение устоявшиеся представления современной физики. В частности, был обнаружен антигелий — редчайший тип античастиц. Самое удивительное, что частота его регистрации оказалась значительно выше теоретических прогнозов Стандартной модели, которая предполагает примерное равновесие материи и антиматерии во Вселенной. Это противоречие указывает на существование неизвестных науке процессов. Новое исследование предлагает революционное объяснение — феномен «космического огненного шара», способный не только прояснить природу загадочных сигналов с МКС, но и открыть путь к «новой физике».
Научное сообщество активно ищет объяснение этим аномалиям. Ранее, в 2018 году, группа под руководством Вивиан Пулен из Университета Монпелье рассматривала версию о существовании в космосе целых областей, состоящих из антивещества, например, антизвезд или антиоблаков, которые могли бы быть источником антигелия.
Гипотеза космического огненного шара
Свежая работа, опубликованная 21 июня 2024 года в авторитетном журнале «Physical Review D», выдвигает более экзотическую и мощную гипотезу. Учёные предполагают, что источником античастиц могут быть так называемые космические огненные шары. Согласно модели, эти объекты рождаются в результате сверхэнергетических столкновений частиц тёмной материи — невидимой субстанции, составляющей значительную часть массы Вселенной. В эпицентре таких катаклизмов формируются области чудовищной плотности и энергии, где в огромных количествах могут рождаться антипротоны, антинейтроны и, что особенно важно, ядра антигелия.
«После образования эти огненные шары расширяются с околосветовой скоростью, буквально выстреливая античастицами в окружающее пространство», — поясняет Анубхав Матур, аспирант Университета Джонса Хопкинса, в интервью Live Science.
В своём исследовании учёные провели сложное компьютерное моделирование, чтобы изучить свойства гипотетических огненных шаров.
Обратите внимание: Большой адронный коллайдер обнаружил новые частицы.
Результаты оказались поразительными: смоделированные события способны генерировать значительное количество антивещества, включая тяжёлые ядра антигелия-4. По сути, космический огненный шар — это сверхплотный и горячий сгусток энергии. Когда его плотность падает, он «выплёскивает» в космос разнообразные ядра антиматерии, что и фиксируют детекторы.
Альфа-магнитный спектрометр (AMS-02), установленный на внешней конструкции МКС. Критически важно, что предсказанные моделью соотношения различных античастиц, в частности, иерархия содержания антигелия-4, хорошо согласуются с реальными данными, полученными AMS-02. Это численное соответствие значительно усиливает позиции гипотезы, указывая на то, что именно такие экстремальные события могут быть разгадкой тайны, волнующей физиков.
Последствия для физики частиц и будущие миссии
Если гипотеза подтвердится, это потребует серьёзного пересмотра Стандартной модели — фундаментальной теории, описывающей мир элементарных частиц. Комбинация данных AMS-02 с результатами новых экспериментов может кардинально изменить наши представления о Вселенной.
Для проверки этой смелой идеи уже готовятся новые миссии. Например, проект GAPS (General Antiparticle Spectrometer) планирует запускать высотные аэростаты с детекторами над Антарктидой для независимого поиска и изучения космических античастиц. Эти данные станут crucial для подтверждения или опровержения теории космических огненных шаров.
Тем временем анализ информации с AMS-02 продолжается. «Мы с большим интересом ожидаем, когда AMS-02 завершит полный анализ событий с антигелием и получит дополнительные данные в будущем. Это может пролить свет на эту захватывающую загадку», — отмечает соавтор исследования Майкл А. Феддерке из Института теоретической физики «Периметр» в Канаде.
Таким образом, хотя предварительные результаты обнадёживают, учёные подчёркивают необходимость дальнейших наблюдений и тщательного анализа. Обнаружение антигелия на орбите Земли может оказаться не просто любопытным фактом, а первым реальным ключом к открытию совершенно новых физических законов и явлений.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.