Избыток позитронов как итог дефицита теоретиков

Измерения в околоземном пространстве, предпринятые в 2010–2013 годах, показали избыток позитронов (античастиц электронов) высоких энергий, имеющих, предположительно, космическое происхождение.

Тогда это вызвало к жизни такую теорию: избыток позитронов с энергиями выше 10 ГэВ — следствие аннигиляции двух частиц тёмной материи, случающейся при их столкновении.

А вот новая работа Кфира Блума (Kfir Blum) и Боаса Каца (Boaz Katz) из Института передовых исследований в Принстоне (США) ставит эти выводы под сомнение. Учёные считают, что никакого реального избытка позитронов не было. Что же тогда намерили научные инструменты, иные из которых стоили миллионы долларов?

Приборы не подвели, считают физики, а вот расчёты тех, кто интерпретировал их показания, не столь совершенны. Авторы попробовали посчитать частоту образования позитронов при столкновении обычных космических лучей с окружающей их галактической материей, и получилось, что наблюдаемый избыток позитронов в диапазоне от 10 ГэВ находится чуть ниже верхнего предела наработки позитронов при таких столкновениях — и это безо всякой тёмной материи!

Более того, в таких столкновениях, как показали расчёты, должны регулярно образовываться и антипротоны, и даже ядра атомов бора. Впрочем, у метода есть и свои ограничения: «Хотя мы можем легко обсчитать источник позитронов, предсказать их реальный поток, приходящийся на околоземные окрестности, значительно тяжелее».

И это ожидаемо: чтобы предсказать, как космические лучи и продукты их взаимодействия с барионной материей распределены по Галактике пространственно, надо иметь надёжную и не слишком сложную теорию того, как именно космические лучи через неё распространяются, а этого нам как раз не хватает. Именно поэтому всё, что пока удалось сделать авторам, свелось к надёжному определению верхнего предела интенсивности позитронных потоков поблизости от Земли и выяснению того, что он выше уровней, зарегистрированных в реальности коллаборацией PAMELA и магнитным альфа-спектрометром AMS-02.

Сама идея о некотором избытке позитронов, считает г-н Блум, была порождена некоторыми упрощающими теориями распространения космических лучей. «Когда кто-то пытается добраться до дна декларируемого "избытка позитронов", на дне остаётся только одно или несколько лежащих за ним упрощающих предположений, которые могут просто не соответствовать ситуации в реальном мире», — заключает учёный.

Проверка гипотезы группы г-на Блума сравнительно проста: если она верна, новые измерения AMS-02 для позитронов более высоких энергий не превысят рассчитанных его командой верхних пределов.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Рейтинг публикации:

0

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: