Alpha magnetic spectrometer

[instml]

http://www.nasa.gov/home/hqnews/2013/apr/HQ_M13-054_AMS_Findings_Briefing.html

[agon]

© AMS-02


 
МОСКВА, 3 апр — РИА Новости. Детектор AMS-02, установленный на Международной космической станции (МКС) для поиска следов темной материи, вслед за российско-итальянским проектом "Памела" обнаружил аномальный избыток позитронов в космических лучах, что может являться следом темной материи — загадочной субстанции, на долю которой приходится более четверти массы Вселенной.
В среду глава эксперимента Сэмюэл Тин (Samuel Ting) представил на семинаре в ЦЕРНе первые результаты работы детектора, который был установлен на МКС в мае 2011 года. С этого времени магнитный альфа-спектрометр (Alpha Magnetic Spectrometer, AMS-02), предназначенный для поиска следов темной материи и антиматерии, зафиксировал около 25 миллиардов частиц, в том числе 400 тысяч позитронов в диапазоне энергий от 0,5 до 350 ГэВ.
 


© AMS02

График отношения потока позитронов к суммарному количеству электронов и позитронов по данным AMS-2, российско-итальянского эксперимента "Памела" и ряда других проектов


 Данные AMS свидетельствуют, что в диапазоне с 10 до 250 ГэВ доля позитронов относительно суммарного количества позитронов и электронов демонстрирует аномальный рост, который не предсказывает теория. Такой же рост в 2008 году зафиксировал российско-итальянский детектор PAMELA на борту спутника "Ресурс-ДК". Ученые заявили, что одним из вероятных объяснений этого избытка позитронов может служить аннигиляция частиц темной материи, в результате чего рождаются эти частицы.
 


© AMS02

График отношения потока позитронов к суммарному количеству электронов и позитронов по данным AMS-2


 "В следующие месяцы AMS сможет определенно сказать нам, являются ли эти позитроны сигналом от темной материи или же они имеют другой источник", — сказал Тин.
Научный руководитель проекта "Памела", профессор Института космофизики МИФИ и сотрудник ФИАНа Аркадий Гальпер, отметил, что работа проекта AMS — "очень большая и ценная работа, это новый шаг". "Теперь с большей статистикой и с некоторым продвижением в сторону больших энергий полностью подтверждается результат "Памелы", но наши американские коллеги надеются, что у них будет еще возможность получить статистические данные, и тогда можно будет ответить более определенно на вопрос о происхождении аномалии", — сказал ученый РИА Новости.

РИА Новости http://ria.ru/science/20130403/930838774.html#ixzz2PQ6hn4GS

[Карлсон]

ЦЕРН выпустил пресс-релиз по теме (чуть позже обещают дать развёрнутую информацию):



AMS experiment measures antimatter excess in space
03 Apr 2013
Geneva 3 April 2013. The international team running the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS1) today announced the first results in its search for dark matter. The results, presented by AMS spokesperson Professor Samuel Ting in a seminar at CERN2, are to be published in the journal Physical Review Letters. They report the observation of an excess of positrons in the cosmic ray flux.
The AMS results are based on some 25 billion recorded events, including 400,000 positrons with energies between 0.5 GeV and 350 GeV, recorded over a year and a half. This represents the largest collection of antimatter particles recorded in space. The positron fraction increases from 10 GeV to 250 GeV, with the data showing the slope of the increase reducing by an order of magnitude over the range 20-250 GeV. The data also show no significant variation over time, or any preferred incoming direction. These results are consistent with the positrons originating from the annihilation of dark matter particles in space, but not yet sufficiently conclusive to rule out other explanations.
"As the most precise measurement of the cosmic ray positron flux to date, these results show clearly the power and capabilities of the AMS detector," said AMS spokesperson, Samuel Ting. "Over the coming months, AMS will be able to tell us conclusively whether these positrons are a signal for dark matter, or whether they have some other origin."
Cosmic rays are charged high-energy particles that permeate space. The AMS experiment, installed on the International Space Station, is designed to study them before they have a chance to interact with the Earth's atmosphere. An excess of antimatter within the cosmic ray flux was first observed around two decades ago. The origin of the excess, however, remains unexplained. One possibility, predicted by a theory known as supersymmetry, is that positrons could be produced when two particles of dark matter collide and annihilate. Assuming an isotropic distribution of dark matter particles, these theories predict the observations made by AMS. However, the AMS measurement can not yet rule out the alternative explanation that the positrons originate from pulsars distributed around the galactic plane. Supersymmetry theories also predict a cut-off at higher energies above the mass range of dark matter particles, and this has not yet been observed. Over the coming years, AMS will further refine the measurement's precision, and clarify the behaviour of the positron fraction at energies above 250 GeV.
"When you take a new precision instrument into a new regime, you tend to see many new results, and we hope this this will be the first of many," said Ting. "AMS is the first experiment to measure to 1% accuracy in space. It is this level of precision that will allow us to tell whether our current positron observation has a Dark Matter or pulsar origin."
Dark matter is one of the most important mysteries of physics today. Accounting for over a quarter of the universe's mass-energy balance, it can be observed indirectly through its interaction with visible matter but has yet to be directly detected. Searches for dark matter are carried out in space-borne experiments such as AMS, as well as on the Earth at the Large Hadron Collider and a range of experiments installed in deep underground laboratories.
"The AMS result is a great example of the complementarity of experiments on Earth and in space," said CERN Director General Rolf Heuer. "Working in tandem, I think we can be confident of a resolution to the dark matter enigma sometime in the next few years."
 http://press.web.cern.ch/press-releases/2013/04/ams-experiment-measures-antimatter-excess-space

[Имxотеп]

до кучи  -  интересное изложение той же новости на Элементах.

[Salo]

http://rus.ruvr.ru/radio_broadcast/90923291/208653769/

Дело ясное, что дело темное

Магнитный альфа-спектрометр, установленный на МКС, возможно взял след темной материи. Считается, что она является одним из источников происхождения позитронов. Именно их преобладание над электронами и зафиксировал прибор в космическом излучении.

Нобелевский лауреат Сэмюэл Тинг в Женеве озвучил первые результаты эксперимента. По его словам, за полтора года работы аппарат "поймал" около 400 тысяч позитронов с энергиями от 0,5 до 350 гигаэлектронвольт. Это не сенсация - опускает достижение с небес на землю профессор кафедры астрофизики и звездной астрономии физического факультета МГУ Константин Постнов. Он утверждает, что и прежде удавалось "ловить" перевес "темных" частиц. Но в таком количестве, признает он, антивещество еще не попадалось. Показатели AMS-02 ученый называет самыми подробными:

"AMS - это так называемый альфа-магнит-спектрометр. Прибор, который сделан для того, чтобы регистрировать космические лучи еще до того, как они вошли в атмосферу и произвели атмосферные линии.

Среди заряженных частиц лучей есть электроны и позитроны. Позитроны - это антивещество. Это частицы, которые имеют те же характеристики, что и электроны, но имеют положительный заряд.

Эти эксперименты не новы, поток позитронов уже лет 20 измеряют, в частности эксперимент "Памела", в котором активно участвуют российские физики, экспериментаторы из МИФИ, других институтов, и американская обсерватория Fermi.

Удивительная вещь: начиная с энергии в 10 гигаэлектронвольт наблюдается избыток позитронов над электронами, который можно по-разному объяснять, но одна из привлекательных гипотез - что антивещество в виде позитронов является распадом гипотетических частиц темной материи".

Исследователи между тем уверяют, что получили данные, указывающие на новое для физики явление. Однако они признают, что потребуется несколько месяцев, чтобы понять его суть. Ведь источником "избыточных" позитронов вполне могут быть и пульсары, так называемые нейтронные звезды - объекты тоже не до конца изученные, но, по крайней мере, очевидные.

Установить "родительские права" можно при помощи анализа спектра энергии позитронов. В теории, если они рождаются в результате столкновения частиц темной материи, их энергия ограничена определенным порогом. Выше него избыток антивещества должен сходить на нет. Но вот его резкого падения пока обнаружить и не удалось. А значит еще нельзя сказать: дело ясное, что дело темное, сдерживает от излишних восторгов Константин Постнов:

"Они очень осторожно высказываются и приходят к выводу, что да, мы видим некие странности, которые не исключают такого экзотического объяснения, но окончательно, к сожалению, ничего не понятно, надо дальше наблюдать и набирать статистику. Через несколько лет они, может быть, и получат какой-то более надежный ответ на вопрос о происхождении этого избытка позитронов над электронами, который наблюдается в космосе вблизи Земли".

Ответ этот ищут уже десятилетия. Но пока точно узнали только то, что темная материя - это форма, не испускающая электромагнитного излучения и не взаимодействующая с ним, поэтому ее невозможно наблюдать напрямую. Она неуловима, как "летучий голландец", оставляет только теорию, согласно которой темные мысли все-таки могут быть материальны, рассказывает Константин Постнов.

"Темная материя - это некая существенная составляющая - почти 30 процентов - "бюджета" Вселенной, которая является необычным веществом, но проявляет себя по гравитации. Идея эта появилась еще в 1933 году, сейчас уже видно, что ее существование неизбежно.

 
Поэтому надо как-то эти частицы найти. Вкладывается очень много усилий, но пока безуспешно. Пока мы не можем четко сказать, какой массы эти частицы, какие у них характеристики. Единственное, что мы знаем, - что эти частицы холодные, в том смысле, что они не релятивистские, они движутся не со скоростью света, что это действительно массивные частицы".

Ученые планируют перевести магнитный альфа-спектрометр на МКС в режим более высоких энергий (за 250 гигаэлектронвольт). Таким образом они надеются "поймать" предсказанное теорией падение позитронов. Если удастся его зафиксировать, о существовании темного феномена можно будет говорить более определенно.

Мария Кулаковская

[Имxотеп]

Коллаборация AMS-2 недавно обновила свои результаты по загадке космических позитронов и расширила диапазон изученных энергий до 440 ГэВ (против 100 ГэВ у PAMELA и 180 ГэВ у Fermi). Текущая ситуация выглядит так:

В целом, никаких качественных изменений не произошло, В области высоких энергий доля позитронов достигла полки и плавно снижается, не обнаруживая ни резкого роста, ни резкого падения, которые могли бы свидетельствовать об экзотических механизмах рождения позитронов (частицы темной материи и тд). Более того, сам уровень полки (примерно 0.15) близок к максимально возможной доле позитронов в космических лучах - если бы они не аннигилировали, она составляла бы около 20%. А значит, мы скорее всего видим не более чем бытовые подробности жизни частиц высоких энергий в нашей галактике, не требующие никакой экзотики для своего объяснения.

[sychbird]

Имxотеп пишет:
достигла полки и плавно снижается

При таком росте доверительного интервала о плавном снижении я бы заключений делать поостерегся

[JoJo]

http://www.ams02.org/2014/09/new-results-from-the-alpha-magnetic-spectrometer-on-the-international-space-station/