Συνάντηση στο CERN με θέμα τη φυσική κοσμικών ακτίνων

Η Σύμπραξη που ακούει στο όνομα Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) παρουσίασε τα τελευταία αποτελέσματά της σχετικά με την κατανόηση της προέλευσης των κοσμικών ακτίνων και της σκοτεινής ύλης.
Αυτά τα ενδιαφέροντα αποτελέσματα ανακοινώθηκαν και συζητήθηκαν κατά τη διάρκεια των «ημερών AMS», μιας επιστημονικής συνάντησης που διεξήχθη στο CERN στις 15-17 Απριλίου, 2015 με την παρουσία φυσικών και ερευνητών από όλο τον κόσμο, οι οποίοι εμπλέκονται σε μερικά από τα μεγαλύτερα πειράματα στον τομέα της φυσικής των κοσμικών ακτίνων.
Ο κύριος σκοπός των επιστημονικών ανταλλαγών που έλαβαν χώρα αυτό το τριήμερο είναι η κατανόηση της σύνδεσης των αποτελεσμάτων του πειράματος AMS με συγκρίσιμα αποτελέσματα άλλων πειραμάτων και το πώς αυτά επαληθεύουν (ή όχι) τις υπάρχουσες θεωρίες. “Είμαι πολύ ευχαριστημένος με το ενδιαφέρον που επέδειξαν τόσοι επιστήμονες διεθνώς για τα αποτελέσματα του AMS, οι οποίοι καταφθάνουν στο CERN για να παρευρεθούν στη συνάντηση,” ανέφερε ο υπεύθυνος επικοινωνίας του AMS Samuel Ting.
Το AMS συναρμολογήθηκε στο European Organization for Nuclear Research του CERN στη Γενεύη, όπου έγιναν και όλοι οι απαραίτητοι έλεγχοι. Τα τμήματα του ανιχνευτή κατασκευάστηκαν σε διάφορα πανεπιστήμια και ερευνητικά ινστιτούτα ανά τον κόσμο. Δεκαπέντε χώρες της Ευρώπης, Ασίας και Αμερικής συμμετείχαν στην κατασκευή του AMS (Γαλλία, Γερμανία, Ελβετία, ΗΠΑ, Ισπανία, Ιταλία, Κάτω Χώρες, Κίνα, Κορέα, Μεξικό, Πορτογαλία, Ρωσία, Ταιβάν, Τουρκία, Φινλανδία). Ο Κύριος Ερευνητής του AMS είναι ο Καθ. Samuel Ting από τα MIT και CERN.
Το πείραμα AMS που διεξάγεται στον ISS χορηγείται από το Department of Energy των ΗΠΑ μέσω συμφωνίας των DOE-NASA. Η Σύμπραξη συνεργάζεται στενά με την διευθυντική ομάδα του NASA AMS Project στο Johnson Space Center. Το AMS εκτοξεύθηκε από τη NASA στον ISS ως το κύριο ωφέλιμο φορτίο (payload) του τελευταίου διαστημικού λεωφορείου Endeavour (STS-134) στις 16 Μαίου 2011. Μόλις εγκαταστάθηκε στον ISS, το AMS άρχισε αμέσως να λειτουργεί συλλέγοντας διαστημικά δεδομένα τα οποία διαβιβάστηκαν στο Payload Operations Control Center (POCC) που βρίσκεται στο CERN.
Το AMS παρουσιάζει απροσδόκητα αποτελέσματα όσον αφορά το λόγο αντιπρωτονίου/πρωτονίου στις κοσμικές ακτίνες και την ροή ενέργειας πρωτονίων και ηλίου. Τα υπάρχοντα θεωρητικά μοντέλα κοσμικών ακτίνων δεν μπορούν να εξηγήσουν τα αποτελέσματα του AMS. Αυτές οι νέες παρατηρήσεις ίσως βοηθήσουν σημαντικά στην κατανόηση της εκπομπής και διάδοσης των κοσμικών ακτίνων. Ενδεχομένως τα πρόσφατα αποτελέσματα να παραπέμπουν σε νέες πηγές αστροφυσικής προέλευσης, ή να καταδεικνύουν νέους μηχανισμούς εκπομπής και διάδοσης κοσμικών ακτίνων, ενώ είναι επίσης συμβατά με συγκρούσεις σκοτεινής ύλης.
“Τα ανεξήγητα αποτελέσματα στην επιστήμη συχνά αποτελούν ερέθισμα και πρόκληση στην επιστημονική κοινότητα, ανεξαρτήτως του αν είναι κανείς θεωρητικός ή πειραματικός φυσικός. Ίσως να υποδεικνύουν ότι βρισκόμαστε στο κατώφλι κάποιας μεγάλης ανακάλυψης ή ενός νέου μυστηρίου,” αναφέρει ο Γενικός Διευθυντής του CERN Rolf Heuer.
Οι τελευταίες μετρήσεις του AMS όσον αφορά το κλάσμα ποσιτρονίων, το λόγο αντιπρωτονίου/πρωτονίου, τη συμπεριφορά της ροής ενέργειας των ηλεκτρονίων, ποσιτρονίων, πρωτονίων, ηλίου και άλλων πυρήνων παρέχουν στους επιστήμονες ακριβή όσο και απρόσμενη πληροφόρηση. Η ακρίβεια και τα χαρακτηριστικά των δεδομένων τα οποία προέρχονται ταυτοχρόνως από πολλούς διαφορετικούς τύπους κοσμικών ακτίνων, απαιτούν ένα συνολικό μοντέλο που να επεξηγεί ικανοποιητικά την προέλευσή τους (αν δηλαδή οφείλονται σε σκοτεινή ύλη, αστροφυσικές πηγές, μηχανισμούς επιτάχυνσης, ή ένα συνδυασμό των παραπάνω).
Για να διακρίνουμε εάν τα νέα φαινόμενα σχετίζονται με τη σκοτεινή ύλη ήδη διεξάγονται εκ νέου μετρήσεις στο AMS. Οι συζητήσεις ανάμεσα στους επικεφαλής ερευνητές των πειραμάτων IceCube, Pierre Auger Observatory, Fermi-LAT, H.E.S.S. και CTA, των Telescope Array, JEM-EUSO και ISS-CREAM και μερικούς από τους σημαντικότερους παγκοσμίως θεωρητικούς φυσικούς, ίσως υποδείξουν τις νέες κατευθύνσεις που θα πρέπει να ακολουθήσει μελλοντικά η έρευνα στο πεδίο των κοσμικών ακτίνων.
Το AMS είναι το μόνο σημαντικό πείραμα φυσικής στοιχειωδών σωματιδίων που διεξάγεται στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (International Space Station, ISS). Στα πρώτα τέσσερα χρόνια που βρίσκεται σε τροχιά, το AMS συγκέντρωσε περισσότερα από 60 δισεκατομμύρια γεγονότα (events) κοσμικών ακτίνων (ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, πρωτόνια, αντιπρωτόνια και πυρήνες ηλίου, λιθίου, βορίου, άνθρακα, οξυγόνου) σε ενέργειες που φθάνουν τα πολλαπλά TeV.
Ως εξωτερικό ωφέλιμο φορτίο (external payload) στον ISS έως τουλάχιστον το 2024, το AMS θα συνεχίσει να συγκεντρώνει και να αναλύει έναν όλο και μεγαλύτερο όγκο στατιστικών δεδομένων υψηλών ενεργειών τα οποία, σε συνδυασμό με την σε βάθος γνώση του ανιχνευτή και των συστηματικών σφαλμάτων στα οποία υπόκειται, θα οδηγήσουν τους επιστήμονες στην καλύτερη κατανόηση της φυσικής των κοσμικών ακτίνων.

Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να βρείτε στην ιστοσελίδα της συνάντησης “AMS Days at CERN: The Future of Cosmic Rays and Latest Results”: https://indico.cern.ch/event/381134/

Πηγή: Καθημερινή

https://indico.cern.ch/event/381134/