Príliš veľa pozitrónov – odkaz od tmavej hmoty?  
Prístroje sondy PAMELA zaznamenali v horných vrstvách zemskej atmosféry priveľa pozitrónov. Teória tvrdí, že môže ísť aj o stopy po zániku častíc tmavej hmoty.

 

Zvětšit obrázek

Prvá snímka stopy pozitrónu v hmlovej komore, zachytená jeho objaviteľom Carlom D. Andersonom v roku 1932. V strede komory je 6 mm hrubá olovená platňa, ktorá spomalila pozitrón letiaci zdola. Preto je jeho dráha (vlasu podobná čiara) v magnetickom poli zakrivenejšia nad platňou viac, než pod ňou. Ako prvý existenciu pozitrónu vypočítal Paul Dirac v roku 1928. 

Zdroj: Wikipedia

Vesmír sa podľa našich súčasných poznatkov skladá z asi 72 % tmavej energie, 23 % tmavej hmoty, no a nejakého toho zvyšku, ktorý jediný tvorí ten úžasne rozmanitý viditeľný vesmír  – 5 %  baryónovej hmoty. Je to tak trochu deprimujúce a zároveň provokatívne, že už  trištvrte storočia len hľadáme spôsob, ako nakuknúť za oponu tajomstva, ktoré kvôli neviditeľnosti a nedostatku informácií nazývame tmavá hmota. O sebe dáva vedieť zatiaľ len gravitačnými účinkami. Aká je jej podstata, to však dôsledne ukrýva.

 Za kandidátov na vysvetlenie podstaty tmavej hmoty už bol nominovaný celý rad častíc. Od rôznych hypotetických, ktoré vyprodukovala teória supersymetrie, či teória Kaluza – Klein, cez slabo interagujúce hmotné častice, takzvané WIMPs-y, reálne neutrína, až po celé masívne kompaktné halo objekty MACHOs (nepozorovateľné planéty, vyhasnuté chladné hviezdy, menšie osamotené čierne diery...). 
Niektoré z týchto častíc by mali byť detegovateľné aspoň pomocou produktov ich rozpadu, alebo anihilácie. Medzi nimi by sa mali vyskytovať aj častice antihmoty – pozitróny a antiprotóny. Už tretí rok ich, spolu s ďalšími ionizovanými energetickými časticami, v horných vrstvách atmosféry loví sonda PAMELA (Payload for Antimatter/Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics). Od 15. júna 2006 obieha okolo Zeme po kvázipolárnej eliptickej dráhe so sklonom 70o voči ekliptike, vo výške medzi 350 až 610 km (horná oblasť takzvanej termosféry). Je výsledkom spolupráce ruských výskumných pracovísk, Ruskej vesmírnej agentúry a talianskeho Národného ústavu jadrovej fyziky, so spoluúčasťou vesmírnych agentúr a univerzít v Taliansku, Nemecku a vo Švédsku.
Čiastočné výsledky meraní sondy PAMELA sa objavili v dnešnom čísle časopisu Nature. Medzinárodný, 51 členný tím astronómov v článku „An anomalous positron abundance in cosmic rays with energies 1,5 – 100 GeV“ uverejňuje analýzy nameraného počtu detegovaných elektrónov a ich antičastíc – pozitrónov.

 

Zvětšit obrázek
Sonda PAMELA - Payload for Antimatter/Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics

Prístroje na PAMELE totiž odhalili prekvapujúco vysoké množstvá pozitrónov. Tvoria síce len malý zlomok kozmického žiarenia (pozn. pod článkom), ale to neznižuje dôležitosť ich výskumu. Možno práve oni nám pomôžu nájsť odpoveď na otázku, čo tmavú hmotu tvorí.  Pozitróny vznikajú pri vzájomných zrážkach častíc kozmického žiarenia s časticami medzihviezdneho plynu. Tento spôsob ich vzniku sa označuje ako ich druhotný (sekundárny) zdroj. Za prvotný – primárny zdroj sa považujú pulzary a takzvané mikrokvazary, alebo práve anihilácia tmavej hmoty. Podľa teoretických modelov pomer pozitrónov k celkovému súčtu pozitrónov plus elektrónov (t.j. pomer (e+) / ((e+) + (e−)) môže indikovať prítomnosť týchto primárnych zdrojov – teda aj tmavej hmoty. Ak totiž vznik pozitrónov má na svedomí kozmické žiarenie (sekundárny zdroj), potom by podiel pozitrónov v celkovom súčte ((e+) + (e−))  mal so zvyšujúcou sa energiou častíc klesať. 

 

Zvětšit obrázek

Graf závislosti podielu pozitrónov v súčte pozitrónov a elektrónov v závislosti od energie častíc. Červené značky predstavujú namerané hodnoty a ich štandardné odchýlky. Čierna krivka je výsledkom teoretického modelu, vypočítaného pre prípad, že pozitróny vznikajú len zo sekundárnych zdrojov, teda pri zrážkach častíc kozmického žiarenia a medzihviezdneho plynu. Výrazný nesúlad indikuje prítomnosť primárneho zdroja. Je to pulzar, alebo rozpad častíc tmavej hmoty?

Zdroj:  Astrophysics

Už aj predchádzajúce výskumy naznačili, že opak je pravdou a zaznamenali zvýšenie počtu pozitrónov v rozsahu energií 300 až 600 GeV. Spomínaná práca tímu PAMELA sa zaoberá nižšími energiami v rozsahu 1,5 až 100 GeV, kde bol pozorovaný podobný vzostup.
„Zistili sme, že táto zložka pozitrónov prudko narastá o viac ako jeden rád (viac ako desaťnásobok) spôsobom, ktorý absolútne nezodpovedá sekundárnym zdrojom“  komentuje výsledky šéf výskumu a prvý autor štúdie Oscar Adriani, astrofyzik z Univerzity vo Florencii. „Dospeli sme k záveru, že je nevyhnutná existencia primárneho zdroja, či už astrofyzikálneho objektu, alebo anihilujúcej tmavej hmoty.“

Sonda PAMELA, pôvodne konštruovaná na trojročnú prevádzku si svoju pracovnú zmluvu predĺži minimálne do konca tohto roku, čo umožní vedcom doplniť údaje aj pre vyšší rozsah energií – až do 300 GeV. Možno to viac napovie o zdroji zvýšeného toku pozitrónov, najmä, ak sa v energetickom spektre odhalia maximá, ktoré niektoré teórie o podstate tmavej hmoty predpokladajú. Ak zdrojom pozitrónov je v astronomických mierkach „blízky“ vesmírny zdroj, napríklad pulzar, v meraniach na obežnej dráhe by sa to malo prejaviť v podobe rozdielov vo smeroch, z ktorých „nadpočetná“ časť pozitrónov prilieta. 



 

Zdroje:  NatureAstrophysics (voľne prístupný článok)


Kozmické žiarenie nie je druhom elektromagnetického žiarenia v pravom slova zmysle, ako by sa podľa názvu dalo predpokladať, ale prúdom energetických častíc, vlietajúcich z kozmického priestoru do zemskej atmosféry. Najväčší podiel (až 90 %) tvoria protóny, asi 9 % jadrá hélia (alfa častice) a asi len jedno percento elektróny. Tieto ionizované častice vznikajú pri procesoch na Slnku, ale aj v neznámych zdrojoch vo vzdialenejších oblastiach vesmíru.




Datum: 02.04.2009 14:15
Tisk článku

Živý vesmír - Kde jsme? Kdo jsme? Kam směřujeme? - Elgin Duane
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 257 Kč
Živý vesmír - Kde jsme? Kdo jsme? Kam směřujeme?
Elgin Duane

Diskuze:

Ide v článku o hmotnostné percentá?

Nikola Tesla,2009-08-18 19:27:16

Ak podiel kozmického žiarenia (až 90 %hm) tvoria protóny, jadrá hélia (9%hm) a elektróny (1%hm), tak by mohlo kozmické žiarenie zostať elektroneutrálne, ale ak sa tým myslí konkrétny počet častíc, tak potom by sa planéty voči hviezdam nabíjali stále vyšším kladným nábojom.

Odpovědět

Xavier Vomáčka,2009-04-03 09:25:03

To mělo být "odpovědět" na předchozí příspěvek.

Odpovědět

To Petr G.

Xavier Vomáčka,2009-04-03 09:24:22

O existenci blesku jako jednoho z projevů elektromagnetismu se pochybovat nedá. S existencí ezoteriky je to snadnější. Sáhnout se na ni nedá a žádné exaktní nesubjektivní důkazy nejsou k dispozici. Nebo znáte nějakou seriózní práci o verifikaci ezoterismu podloženou důkazy získaných správnou nezpochybnitelnou metodikou?

Odpovědět


konec diskuse :-)

Petr G,2009-04-03 14:14:16

Já žádnou takovou neznám :-)
Jen jsem chtěl (v žertu) upozornit na to apriorní odmítání věcí, o kterých nic nevíme.
Bohužel na světě je tolik šarlatánů, šmejdů a všeho možného smetí, že se pravdu o některých věcech snad ani nedozvíme.

Odpovědět

Mozek využíváme ze 7%, vnímáme jím jen 5% vesmíru?

Anna Václavíková,2009-04-02 17:32:11

Takže poměr je 72% nadvědomí, 23 % podvědomí a 5 % vědomí?

Odpovědět


7 % nie, 5 % ano

Dagmar Gregorova,2009-04-02 20:25:32

Odpoveď na Vašu otázku bude len polovičná:
Niet väčšieho omylu, ako predstava, že využívame len 7 % mozgu! Ako a na čo by sa potom vyvinul tak energeticky nákladný a zložitý orgán? Ktorých 93% mozgu považujete za zbytočných?

Áno, takzvanej baryonickej hmoty, teda hmoty z ktorej sú veci okolo nás, planéty, hviezdy a aj my sami je len 5 %. Zvyšok tvorí niečo, čo síce nevieme čo presne je, ale prejavuje sa to nepriamo - tmavá hmota len gravitačnými účinkami, tmavá energia len ako "sila", ktorá urýchľuje rozpínanie vesmíru. Bližšie:
Tmavá hmota – 75 ročné vesmírne tajomstvo
http://osel.cz/index.php?clanek=3870
Tmavá energia – 10 rokov riešenia antigravitačného rébusu
http://osel.cz/index.php?clanek=3875

K tomu problému nadvedomia, podvedomia a vedomia by som sa nerada vyjadrovala - som totiž vášnivou odporkyňou ezoteriky a mystiky :) :) :)

Odpovědět


blázni, vodníci a podvodníci

Petr G,2009-04-03 08:55:05

Na toto téma se (zatím) debatovat nedá.
Ale jen chci připomenout, že před 300 lety (plusmínus) nikdo nic nevěděl o elektřině, a taky tady byla a fungovala.

Takže pozor na to odmítání esoteriky a mystiky... :-)

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2009-04-03 09:20:15

Máte pravdu, na túto tému sa naozaj nedá diskutovať, tak ako si navzájom nevydiskutujú svoj svetonázor zástancovia inteligentného dizajnu a biologiockej evolúcie, trvajúcej miliardy rokov. Ale ja osobne si dám pozor nie na odmietanie ezoteriky a mystiky, ale na ezoterikov a mystikov, ktorí sú presvedčení, že vedia a dokážu to, čo tisícom vedcov vybavených modernými technológiami a najmä vedomosťami stále uniká...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace