Анализ данных о 41 миллиарде случаев столкновений космических лучей с чувствительными элементами датчика Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), детектора частиц, установленного на одной из внешних конструкций Международной Космической Станции (МКС), позволил ученым выявить абсолютно новые и неизвестные явления, параметры которых хорошо совмещаются с существующей теорией о частицах темной материи, так называемых нейтралино (neutralino). Следует отметить, что ученые ищут следы существования темной материи, измеряя динамичные изменения соотношения количества электронов к количеству позитронов, "антиматериальных" копий электронов.
Ученые считают, что повышение соотношение количества позитронов к количеству электронов, сопровождаемое предварительным резким падением этого значения, является контрольным признаком влияния темной материи, разрушающей ореол нашей галактики, галактики Млечного Пути. Ореол - это облака материи, звезды, планеты, астероиды и другие космические тела, находящиеся за пределами основного диска галактики, но "привязанные" к галактике ее гравитационными силами.
Согласно существующим теоретическим моделям, нашу галактику окружает скопление темной материи огромной массы, размеры которого превышают один миллион световых лет. Эта темная материя буквально окутывает видимую нам галактику, диаметр которой равен около 100 тысячам световых лет. Такое несоответствие размеров и масс объясняется тем, что на долю обычной нормальной материи приходится всего около 5 процентов от общего количества материи во Вселенной, все остальное приходится на долю загадочной темной материи и неких антигравитационных сил, называемых темной энергией.
К сожалению, частицы темной материи невозможно обнаружить никакими научными инструментами, изготовленными из "правильной" материи. Но, если темная материя все же существует, то ее частицы должны сталкиваться, испуская при этом заряженные частицы. С учетом огромного количества темной материи, такие события должны происходить достаточно часто и поисками результатов этих событий, столкновений частиц темной материи, занимается датчик AMS.
"Пока мы еще не нашли твердых доказательств факта существования темной материи" - рассказывает Сэмюэль Тинг (Samuel Ting), лауреат Нобелевской премии, ученый из Массачусетского технологического института, сотрудник Европейской организации ядерных исследований CERN и ведущий ученый эксперимента AMS, - "Но то, что нам удалось обнаружить в огромном ворохе собранных данных, указывает на правильность выбранного нами направления. Мы уже обнаружили скачки изменения концентрации позитронов на самых высоких доступных уровнях энергии. Далее нам потребуется измерить количественные значения этих измерений и убрать влияние некоторых мешающих факторов, таких, как пульсары".
В ближайшее время ученые наряду с основным анализом поступающих данных, займутся дополнительным анализом уже обработанных данных, выбирая случаи регистрации датчиком AMS протонов и антипротонов. Это, в свою очередь, позволит исключить из общего количества данных помехи, создаваемые пульсарами или другими высокоэнергетическими космическими объектами.
Напомним нашим читателям, что датчик AMS был установлен на космической станции во время предпоследней миссий программы Шаттлов в 2011 году. С того времени, этот инструмент, стоимостью 2 миллиарда долларов, накопил данные о 54 миллиардах событий, связанных с космическими лучами. В настоящее время ученые уже обработали данные о 41 миллиарде событий, из которых только 10 миллионов были идентифицированы как электроны и позитроны. Датчик AMS будет находиться на космической станции до самого конца ее жизни, и как надеются ученые, за это время он успеет собрать данные о сотнях миллиардов событий, связанных с космическими лучами.