20 augustus 2017

Sterke aanwijzingen gevonden voor donkere materie met het AMS-02 instrument aan boord van het ISS

Een impressie van het AMS-02 instrument. Credit: NASA/JSC

Er zijn recent twee onderzoeksartikelen gepubliceerd in Physical Review Letters, waarin de resultaten bekend zijn gemaakt van metingen die gedaan zijn met de Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), een deeltjesdetector die sinds 2011 verbonden is aan het internationale ruimtestation ISS – daarheen gebracht aan boord van spaceshuttle Endeavour op 16 mei 2011 met missie STS-134. De AMS-02 kijkt naar kosmische straling, hoogenergetische straling die vanuit alle richtingen van het heelal naar ons toe komt en de aarde bestookt. Daarbij kijkt ‘ie met name naar de antiprotonen, de negatief geladen antideeltjes van de protonen. Volgens modellen van deeltjes zouden antiprotonen wel eens geproduceerd kunnen worden in processen, waarbij deeltjes donkere materie, de geheimzinnige onzichtbare en tot nu toe onvindbare materie die ongeveer een kwart van de massaenergie van het heelal vormt, met elkaar annihileren. Dat zou zo kunnen gaan (met ‘neutralino’s’ als deeltjes donkere materie):

Twee teams hebben onafhankelijk van elkaar naar de resultaten van de metingen van de AMS-02 gekeken. Met computer simulaties hebben ze vervolgens gekeken welke mogelijke oorzaken het beste passen bij deze resultaten, donkere materie of een ‘normale’ astrofysische oorzaak, zoals pulsars. De uitkomst is dat de donkere materie de beste verklaring lijkt te zijn!

Links de AMS-02 metingen afgezet tegen een model met donkere materie, rechts zonder donkere materie . De linker grafiek geeft de beste match. Credit: Cuoco et al.

“We find a significant indication of a DM signal for DM masses near 80 GeV. […] The very accurate recent measurement of the CR antiproton flux by the AMS-02 experiment allows [us] to achieve unprecedented sensitivity to possible DM signals, a factor ~4 stronger than the limits from gamma-ray observations of dwarf galaxies. Further, we find an intriguing indication for a DM signal in the antiproton flux, compatible with the DM interpretation of the Galactic center gamma-ray excess.” Allessandro Cuoco et al.

De WIMP die de antiprotonen produceert, het ‘weakly interactive massive particle’, zou volgens de onderzoekers een massa van 80 GeV hebben,  da’s 85 keer zo zwaar als een proton of antiproton. Op 8 mei werd met de AMS-02 het 100 miljardste deeltje gemeten (zie de teller links op deze pagina). Verdere metingen kunnen hopelijk definitief bewijs geven of men inderdaad een signaal van donkere materie heeft gevonden. Bron: Universe Today.

Laat wat van je horen

*