Vedci možno našli stopy tmavej hmoty aj novej fyziky

Fyzici možno narazili na stopy po tmavej hmote. Ukazujú ich dáta z vesmírneho experimentu AMS.

Experiment AMS (vpravo dole) umiestnili vedci na Medzinárodnú vesmírnu stanicu ISS.(Zdroj: NASA, CERN)

BRATISLAVA. Vieme, že tam niekde musí byť. Vplýva na svoje okolie, zrejme tvorí väčšinu známej hmoty a takmer štvrtinu vesmíru tak, ako ho dnes poznáme. No oveľa viac o záhadnej tmavej hmote nevieme.

Jej prvé stopy však teraz pravdepodobne odhalil veľký kozmický detektor umiestnený na Medzinárodnej vesmírnej stanici ISS. Zariadenie za dve miliardy dolárov možno dokonca naznačilo prítomnosť novej fyziky.

Prvé výsledky v stredu spoločne oznámili Európska organizácia pre jadrový výskum (CERN) a americký Národný úrad pre letectvo a vesmír (NASA). Kozmické zariadenie totiž objavilo vo svojich dátach anomáliu, ktorá by mohla viesť k odhaleniu jednej z najväčších záhad súčasnej kozmológie.

Priveľa pozitrónov

Fakty
Alpha Magnetic Spectrometer (AMS)

Na experimente pracoval medzinárodný tím 18 rokov.

Do kozmu ho vyniesol raketoplán Endeavour v máji 2011.

Vedci analyzovali 25 miliárd udalostí, 400-­tisíc boli pozitróny.

Keď sa okolo seba zahľadíme, keď astronómovia kamsi nasmerujú svoje ohromné ďalekohľady, keď vedci načúvajú vzdialenému kozmu, v skutočnosti skúmame len veľmi malý kúsok vesmíru.

Tento kúsok, ktorý dokážeme nejakým spôsobom pozorovať, tvorí dokonca iba štyri percentá vesmíru. Zvyšok tvorí tmavá hmota a ešte záhadnejšia tmavá energia.

Pred dvoma rokmi preto na vesmírnu stanicu vyslali vedci experiment, ktorý mal preskúmať nielen antihmotu, ale pokúsiť sa vystopovať aj exotickú tmavú hmotu. Vedci síce o objave zatiaľ hovoriť nechcú, no možno na čosi narazili.

Za rok a pol svojej činnosti totiž vedci analyzovali 25 miliárd udalostí. Medzi nimi si fyzici všimli státisíce pozitrónov, drobných čiastočiek antihmoty.

Podľa plánovanej štúdie v magazíne Physical Review Letters tak narazili na akýsi exces, anomáliu v kozmickom žiarení, ktorú zase vysvetľuje prítomnosť tmavej hmoty. Práve pri anihilácii jej častíc by vznikli pozorované pozitróny.

„V priebehu mesiacov nám AMS povie, či tieto pozitróny sú náznakom tmavej hmoty,“ hovorí v tlačovom vyhlásení CERN-u Samuel Ting, americký držiteľ Nobelovej ceny a otec experimentu. „Ale môže tiež povedať, že to je čosi iné.“

Náznak supersymetrie?

Kozmické žiarenie sú nabité drobné čiastočky, ktoré sa potulujú vesmírom. Aby ich mohli vedci sledovať ešte predtým, ako narazia na atmosféru našej planéty, museli svoj detektor poslať do kozmu. Preto je zariadenie AMS, v skutočnosti už druhé umiestnené na vesmírnej stanici.

Európska organizácia tvrdí, že anomáliu si v kozmickom žiarení fyzici prvý raz všimli už pred dvoma desaťročiami, no až súčasné údaje hovoria jasnejšie.

Horšie to však je s vysvetlením: jednou, asi najvzrušujúcejšou možnosťou je existencia supersymetrie. Táto nová fyzika za najrozšírenejším štandardným modelom dokonca predpovedá, že pozitróny vznikajú vtedy, ak sa dve častice tmavej hmoty zrazia a anihilujú. To by mohlo vysvetľovať pozitróny v detektore, ktoré akoby neprichádzali zo žiadnej konkrétnej strany.

Ak by prichádzali z jedného miesta, mohli by pochádzať napríklad z kozmického pulzaru, exotickej hviezdy. Supersymetria však zároveň predvída aj ďalšie vlastnosti a tie už pozorovania neukázali.

„Ak vezmete nový presný prístroj do novej oblasti, uvidíte množstvo nových výsledkov,“ dodáva Ting. „My len dúfame, že toto sú len jedny z prvých.“

10.1103/PhysRevLett.110.141102

Jozef Masarik: Otvára to dvere k novej fyzike

Tieto výsledky sú veľmi dôležité, myslí si fyzik Jozef Masarik z FMFI UK. Sám skúma kozmické žiarenie.

Sú výsledky AMS dôležité?

Podľa mňa sú veľmi dôležité, lebo prvý ráz môžu priamo poukázať na existenciu tmavej hmoty a dokonca aj na to, čo to tmavá hmota je. Všetko nasvedčuje tomu, že by to mohli byť WIMP-y. Pre mňa ako človeka zaoberajúceho sa kozmickým žiarením a efektmi, ktoré vyvoláva, je fakt, že pozorujeme takéto fundamentálne veci práve v ňom potvrdením významu štúdia kozmického žiarenia aj v období urýchľovačových experimentov.

Myslíte si, že otvárajú dvere k supersymetrii?

Ja si myslím, že jednoznačne otvára dvere k fyzike za štandardným modelom.

Myslíte si, že vedci narazili aj na častice tmavej hmoty?

Takto jednoznačne by som to nepovedal. Pravdepodobne našli častice žiarivej hmoty, ktoré vznikli v dôsledku interakcií (procesov) prebiehajúcich v časticiach tmavej hmoty a teda nepriamo, ale to je v časticovej fyzike bežné. Potvrdili však existenciu tmavej hmoty. Nepredpokladám, ale rád by som sa mýlil, že zaznamenali priamo nejaké interakcie či častice tmavej hmoty.

Tomáš Prokopčák

Tomáš Blažek: Výsledok sa bude overovať

Na tie častice by sme sa mohli zamerať aj na urýchľovači, hovorí fyzik Tomáš Blažek, ktorý pôsobí aj v CERN-e.

Čo vedci našli?

Nejaký neznámy signál nad známym pozadím.

A čo by to mohlo byť?

Jedno z možných vysvetlení pozorovaného signálu je anihilácia častíc tmavej hmoty, pričom tieto častice by mali mať hmotnosť v úzkom intervale hmotností, na ktorý by sa pri ich hľadaní mohlo dať zamerať akoby pod drobnohľadom aj na detektoroch ATLAS a CMS.

Teda na Veľkom hadrónovom urýchľovači?

Áno, na urýchľovači LHC.

Sú to dvere k supersymetrii?

Je taká možnosť, ale viac či menej nadšenia pre supersymetriu bude až z detailov výsledkov, ktoré budú ešte iba zverejnené. Ak bude supersymetria v hre, tak by k tomu mal byť schopný niečo povedať aj urýchľovač. Možno nie zo zrážok nahratých v rokoch 2011 až február 2013, ale určite po opätovnom spustení v roku 2015.

Máme teda konečne záhadnú tmavú hmotu?

Vo fyzike sa samozrejme riadime intuíciou, takže odpoveď áno, mohlo by to tak byť, je na stole. Na mieste je však už nie to, čo si myslime, ale čo sa presne odmeralo, aké sú detaily signálu a odhadovaného pozadia, a tiež technické detaily použitých prístrojov. Výsledok sa bude určite overovať inými experimentmi, a to už v tomto roku.

Tomáš Prokopčák

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal?
  2. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy)
  3. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke?
  4. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished!
  5. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií
  6. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom
  7. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody
  8. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa
  9. Plavba po Karibiku na luxusnej lodi
  10. Hyundai H350 je dokonale spoľahlivým partnerom pre biznis
  1. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal?
  2. Aj vy môžete mať pekný trávnik, poradí vám expert
  3. Výrobky, ktoré chutia a voňajú ako z domácej zabíjačky
  4. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy)
  5. Profesionálne sa predaj nehnuteľností dá robiť jedine exkluzívne
  6. HÝBSA Slovensko odštartovalo turné po Slovensku. Buďte pri tom!
  7. Každý štvrtý 70-tnik na Slovensku má cukrovku, pribúdajú mladší
  8. 5 hviezdičkové apartmány priamo na pobreží - Dubrovník
  9. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  10. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke?
  1. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa 16 795
  2. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal? 14 495
  3. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody 11 663
  4. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy) 11 651
  5. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií 7 377
  6. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom 6 601
  7. Čím všetkým som si prešla, aby som sa naučila po anglicky 6 399
  8. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished! 5 544
  9. Plavba po Karibiku na luxusnej lodi 4 098
  10. Hyundai H350 je dokonale spoľahlivým partnerom pre biznis 3 914

Hlavné správy zo Sme.sk

ŠPORT

Čo sa deje v hokeji? Je to divadlo, vinníkmi sme všetci, tvrdí Graňák

Zlá skúsenosť s Cígerom a Švehlom mohla odradiť hráčov z NHL od štartu na majstrovstvách sveta, hovorí skúsený obranca.

KULTÚRA

Iva Bittová: Nemôžem si dovoliť strácať čas a báť sa

Česká speváčka žije v USA. Koncertuje u nás so skupinou Čikori.

TECH

Vedci sú na stope tajomstvu DNA

Vďaka úžasnému technologickému vývoju vznikajú nové vedné odbory.

TECH

Na čom hrať hry? Na PC či konzolách?

Porovnávať má zmysel hlavne produkty najväčších hráčov na trhu.

Neprehliadnite tiež

Drobné prepeličky môžu pomáhať v boji proti rakovine

Vedecký výskum na zvieratách vždy bol a aj bude otázkou rôznych názorov. Výskum na vtáčích vajciach a embryách však prináša nové rozmery.

Vedci sú na stope tajomstvu DNA

Vďaka úžasnému technologickému vývoju vznikajú nové vedné odbory. Jedným z nich je aj bioinformatika.

TECH_FM

Odhalili, prečo sú veľryby také obrovské

Gigantizmus veľrýb bol dlho záhadou. Už nie je.

Vzdali sa ropy, ponúknu tenisky z morských rias

Nerozpadnú sa po jednom daždi, nový materiál je určený na štandardné použitie.