27 januari 2021

Overschot antimaterie geen gevolg van annihilatie donkere materie

Fermi laat zien dat de antimaterie niet van donkere materie afkomstig is. Credit: NASA/General Dynamics.

In 2008 werd met de Italiaanse detector PAMELA – de Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics, ingebouwd in een Russische satelliet – een overschot aan antimaterie in de ruimte gevonden. Met PAMELA zagen ze meer positronen, de antideeltjes van electronen, dan verwacht en ze kwamen uit de richting van de kern van de Melkweg. Later kon de waarneming hiervan worden bevestigd door de Amerikaanse gammasatelliet Fermi. Toen PAMELA die waarneming in 2008 deed dachten veel wetenschappers dat het ‘surplus’ van positronen het gevolg was van deeltjes donkere materie, die in de extreme omstandigheden nabij het superzware zwarte gat in de kern van de Melkweg annihileerden, elkaar vernietigden en dan hoogenergetische deeltjes zoals electronen én positronen achter lieten. Maar wat blijkt nu uit analyse van de gegevens van Fermi: dat die positronen géén gevolg zijn van annihilatie van donkere materie. De redenatie daarvoor is als volgt: Fermi is in staat het surplus waar te nemen bij positronen die veel energierijker zijn dan wat PAMELA kon zien, tot wel 200 GeV, twee keer zo veel als de Italiaanse detector zag. Indien de positronen door annihilerende WIMP’s – weakly interactive massive particles, zoals de deeltjes donkere materie ook wel worden genoemd – ontstaan dan zou er bij een bepaalde energie een ‘cut off’ moeten zijn, een grens waarboven het surplus abrupt ophoudt. Maar die cut off is niet waargenomen, de positronen komen ook bij hogere energieën voor. Dat betekent dat de WIMP’s veel zwaarder moeten zijn en dat is niet in overeenstemming met andere waarnemingen, zoals van het Italiaanse DAMA-experiment, die limieten stellen aan de massa van de WIMP’s. Onlangs bleek nog uit experimenten met CRESST-II dat WIMP’s ergens tussen 20 en 40 GeV zwaar moeten zijn. Bij WIMP’s met een massa tot 100 GeV zouden positronen boven 100 GeV niet mogen voorkomen. Dat doen ze toch, dus er moet een andere – ‘astrofysische’ – oorzaak voor het positronen surplus zijn. Bron: New Scientist.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.