SME
Pondelok, 26. október, 2020 | Meniny má DemeterKrížovkyKrížovky

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.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

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Koronavírus na Slovensku: Celoplošné testovanie bude tento víkend (minúta po minúte)

Celkový počet nakazených na Slovensku dosiahol číslo 45 155. Pandémia Covid-19 si doteraz vyžiadala 165 obetí.

v popredí vpravo premiér Igor Matovič, v pozadí sprava minister zdravotníctva Marek Krajčí, minister obrany Jaroslav Naď a náčelník Generálneho štábu Ozbrojených síl Daniel Zmeko na brífingu s novinármi počas prestávky zasadnutia Ústredného krízového štábu.

Odvolali rektora STU Fikara, na rokovaní bola polícia

Akademici si odhlasovali koniec Miroslava Fikara.

Rektor Slovenskej technickej univerzity (STU) Miroslav Fikar.
Komentár Petra Schutza

Do análov hlavným vchodom

Ani päťtisíc odhalených v predpremiére nedáva odpoveď na záhadu, že načo je dobré plošné testovanie.

Peter Schutz
Južný pól Mesiaca. V tejto oblasti má v roku 2024 pristáť misia Artemis III.

Neprehliadnite tiež

Južný pól Mesiaca. V tejto oblasti má v roku 2024 pristáť misia Artemis III.

NASA predstavila nový objav, na povrchu Mesiaca je voda

Zistenie môže mať význam pre misie ľudí.

Mesiac z Medzinárodnej vesmírnej stanice.

Najlepší lacný mobil do dvesto eur (jeseň 2020)

Je lepšie Lenovo, Huawei alebo Xiaomi?