Повідомлення про 10 ядер антигелію, що зіткнулися МКС, надихнули фізиків-теоретиків на припущення, що виходять за межі наявних наукових моделей.
Хоча невелика купка космічних частинок з першого погляду не здається чимось надзвичайним, ознаки антигелієвого «дощу» досить дивні, щоб дослідники віднеслися до події як до зливи у пустелі. Дослідження опубліковане в Physical Review.
У нещодавно опублікованому аналізі вчені з Периметричного інституту теоретичної фізики (Perimeter Institute for Theoretical Physics) в Канаді та Університету Джона Хопкінса в США наводять аргументи на користь розгляду фізики за межами Стандартної моделі, припускаючи участь темної матерії.
З 2011 року на борту Міжнародної космічної станції знаходиться альфа-магнітний спектрометр (AMS-02, який зафіксував понад 200 млрд подій, пов’язаних з космічним випромінюванням. Більшість з зафіксованих частинок були звичайними, але деякі ще неопубліковані звіти свідчать, що десять з них були зовсім не типовими — вони складалися з пар антипротонів, прилиплих до одного або двох антинейтронів.
Кожна елементарна частинка «звичайної» матерії, така як електрони, нейтрино та кварки, має відповідного двійника із такими ж властивостями, але протилежним зарядом — античастинку. Античастинки, як позитрони, антинейтрино та антикварки, повинні були вийти з Великого вибуху у такій же кількості, як електрони, нейтрино та кварки, які б анігілювали одна з одною. Той факт, що Всесвіт складається з набагато більшого різномаїття форм матерії, ніж електромагнітне випромінення, говорить про те, що люди щось не зовсім розуміють у балансі первісної речовини та антиречовини.
Подібно до того, як вчені виробляють антиречовину, використовуючи прискорювачі частинок, природа продовжує виділяти антипротони та антинейтрони під час катаклізмів з високою енергією. Частина з них уникає анігіляції, подорожує космосом та фіксується на Землі або біля неї.
Дані AMS-02 включали антипротони та антинейтрони у формі ядер антигелію — рідкісне поєднання, яке вимагає, щоб античастинки рухалися повільно та були щільно упаковані, щоб дати субатомним частинкам можливість з’єднатися.
Цікаво, що для кожного ядра антигелію з двома антинейтронами, ізотопу під назвою антигелій-4, було два з одним антинейтроном: антигелій-3. Покладаючись виключно на наявну фізику, вчені розрахували співвідношення ізотопів 10 000 до одного.
Те, що створило два зразки ізотопу антиматерії та направило їх у наш бік, відрізнялося від відомих процесів. Початкові умови вимагали, щоб субатомні будівельні блоки рухалися неймовірно повільно, перш ніж їх було викинуто у простір. Однією з можливостей може бути розпад наразі невідомої частинки, яку можна навіть кваліфікувати як темну матерію.
Дослідники припускають, що неймовірно гаряча концентрація плазми зі швидким зростанням, створена з відомих частинок, може забезпечити як поштовх, так і правильне співвідношення ядер антигелію.
Хоча подібні «вогняні кулі» ніколи не спостерігалися, вони можуть виникати під час зіткненнях між масами темної матерії, які містять достатню кількість антикварків.
Другий можливий сценарій стосується так званих «темних карликів». Ці гіпотетичні кулі темних фотонів, темних електронів та темних нейтронів також можуть зіткнутися разом і створити умови, які можуть випромінювати антигелій у потрібному співвідношенні.
Жодна модель не була повністю розроблена, вона складається зі складної динаміки, яка викликає багато дискусій щодо можливих деталей. Сама темна матерія ще має бути підтвердженою як матеріальне явище, не кажучи вже про її властивості.
Проте навіть такі дуже спекулятивні моделі можуть містити зачатки відкриттів. Нові дані з AMS-02 може ще зібрати дані, які нададуть ще один погляд на походження цього дивного антигелієвого «дощу».
Вчені придумали, як відшукати темну матерію — вона може взаємодіяти з іоносферою Землі
Джерело: Science Alert