В 2011 году на Международной космической станции (МКС) был установлен Альфа-магнитный спектрометр (АМС-02) с амбициозной миссией по обнаружению частиц антиматерии в космических лучах. В конце 2013 года первые результаты выявили интересные аномалии, которые бросили вызов знаниям, установленным Стандартной моделью физики элементарных частиц. В частности, AMS-02 зафиксировал явление антигелия, особенно редкого типа частиц антиматерии. Эти наблюдения тем более удивительны, что они предполагают, что скорость обнаружения намного выше, чем предсказывает Стандартная модель, которая предполагает, что во Вселенной должен существовать баланс между материей и антиматерией. Баланс, которого, кажется, не существует. В новом исследовании ученые выдвигают гипотезу о «космическом огненном шаре», который может объяснить происхождение античастиц, обнаруженных на Международной космической станции, и может проложить путь к новой физике.
Недавно новое исследование попыталось объяснить эти интересные наблюдения. Ранее другое исследование, проведенное Вивиан Пулен из Университета Монпелье, изучало возможные причины антигелиевых событий, обнаруженных AMS-02. На сайте есть анализ С 2018 года высказывалось предположение, что эти события могут возникать в регионах, где доминирует антивещество, таких как антиоблака или антизвезды.
Гипотеза космического огненного шара
Новое исследование опубликовано в журнале 21 июня 2024 г Основная гипотеза, предложенная исследователями для объяснения этих наблюдений, — гипотеза космического огненного шара. Считается, что эти гипотетические явления являются результатом чрезвычайно высокоэнергетических столкновений с темной материей, загадочным веществом, составляющим почти 27% Вселенной. Во время таких столкновений образуются чрезвычайно плотные и энергичные области, в которых могут рождаться большие количества античастиц, таких как антигелий.
«После формирования эти огненные шары разлетаются почти со скоростью света, выбрасывая антипротоны, антинейтроны и зенитные частицы в окружающее пространство», — рассказал журналу Live Science Анубхав Матур, аспирант Университета Джонса Хопкинса.
В новом исследовании ученые использовали передовые полуаналитические инструменты для моделирования космических огненных шаров.
Обратите внимание: Большой адронный коллайдер обнаружил новые частицы.
Результаты показывают, что эти события могут производить большое количество антивещества, включая антигелий-4. Проще говоря, космический огненный шар — это чрезвычайно плотная и энергичная область. Когда эти огненные шары становятся оптически разреженными, они выделяют различные ядра антиматерии, объясняют исследователи в исследовании.
Моделирование показывает, что пропорции этих ядер согласуются с наблюдениями AMS-02. Например, содержание антигелия-4 следует предсказуемой иерархии, соответствующей начальным условиям огненного шара. Численные результаты показывают, что обилие ядер антигелия-4 согласуется с наблюдениями AMS-02, что усиливает гипотезу о том, что эти явления могут лежать в основе обнаружения AMS-02.
Последствия для физики частиц
Последствия этого открытия могут потребовать фундаментального пересмотра Стандартной модели физики элементарных частиц. Результаты AMS-02 в сочетании с будущими результатами других миссий, таких как GAPS, могут открыть новые направления исследований.
Готовятся дополнительные миссии для подтверждения этих выводов. Проект «Общий спектрометр античастиц» (GAPS) предполагает запуск воздушных шаров над Антарктидой для обнаружения космических лучей антиматерии. Эта миссия может предоставить дополнительные важные данные для подтверждения или опровержения гипотезы космического огненного шара.
Тем временем физики продолжают анализировать данные AMS-02. «Мы с нетерпением ждем, когда AMS-02 завершит анализ антигелиевого события и получит в будущем дополнительные данные, которые прольют свет на эту тайну», — сказал соавтор исследования Майкл А. Феддерке, постдокторант Института теоретической физики, Периметр Канады.
Тем не менее, предварительные результаты обнадеживают, но необходимы дальнейшие наблюдения и анализ, чтобы подтвердить эти выводы и понять их последствия. Открытие антигелия на Международной космической станции вполне может стать первым ключом к доселе неизвестной физике.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.