26 mei 2020

Positron-overschot wellicht gevolg van ‘iets anders’ dan pulsars of donkere materie

De AMS-02 detector, verbonden aan het ISS. Credit: NASA/AMS-02

Instrumenten zijn al jaren bezig om in de kosmische straling waarnemingen te doen aan een gedeelte ervan, dat bestaat uit elektronen en hun antideeltjes, de positronen. Waarnemingen met de Pamela-satelliet en Fermi-satelliet hebben eerder al laten zien dat er een gering overschot of ‘exces’ is van positronen boven het verwachtte aantal positronen in de kosmische straling op grond van theoretische modellen. Dat overschot zou kunnen duiden op annihilatie van donkere materie als bron van de elektronen en positronen, maar het zou net zo goed ook kunnen ontstaan door een pulsar nabij het centrum van de Melkweg. Op het internationale ruimtestation ISS is sinds mei 2011 de tweede Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) verbonden en da’s net zo’n instrument als Pamela en Fermi, maar dan nog beter uitgerust om die hoogenergetische kosmische straling waar te nemen. Kijk op deze blog voor de uitleg van de AMS-02 in een notedop, hieronder zie je ‘m.

De loodzware Alpha Magnetic Spectrometer 02. Credit: NASA/AMS-02

Deze week werden van AMS-02 de resultaten tot nu toe bekendgemaakt, gebaseerd op maar liefst 41 miljard van die deeltjes die door het instrument zijn waargenomen en die zijn geanalyseerd. Hieronder zie je de resultaten, het aantal waargenomen positronen weergevend als functie van hun energie.

Credit: NASA/AMS-02

Uit de gegevens heeft het AMS-02 team, dat onder leiding staat van Nobelprijswinnaar Samuel Ting, kunnen afleiden dat er een stijging van het positronen-overschot is tot ze een energie van 275 ± 32 GeV bereiken, dan wordt het maximum bereikt. De grote vraag is nu: wat volgt er ná dat maximum, is er dan een abrupte daling, een zogenaamde cut-off? Dat zou namelijk een indicatie zijn dat annihilerende WIMP’s, zware deeltjes donkere materie, de bron van de elektronen en positronen zijn. Dat zou nog steeds kunnen met de nu voorliggende gegevens en die WIMP’s zouden dan ongeveer 1 TeV massa hebben. Maar het punt is dat de cut off zelf niet is waargenomen, de waarnemingen houden zo’n beetje op bij het maximum. Het is dus niet te zeggen óf er een cut off is en zo ja hoe steil of abrupt die is. Verder blijkt dat tussen 20 en 200 GeV de hoeveelheid positronen behoorlijk groter is dan de hoeveelheid elektronen en dat duidt op een nieuwe mogelijkheid, namelijk dat deze deeltjes helemaal niet door pulsars of donkere materie ontstaan, maar dat er een nog onbekende bron is, ‘that may be the sign of an unknown phenomenon‘. Woehahaha, da’s helemaal interessant! Bron: Science Daily + CERN + Resonaances + The Reference Frame.

Comments

  1. Quote : “…elektronen en hun negatieve partners, de positronen.”

    Waar komt die ‘rare’ formulering vandaar. Arie?
    Niet uit de bron in elk geval, die heeft het over:
    “the antimatter counterparts of electrons, with the same mass but opposite charge. ”

    …en die ‘tegengestelde lading’ is hier (volgens afspraak) dus positief (!)

    🙂 Groet, Paul

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: