I primi risultati del più grande e complesso strumento scientifico a bordo della Stazione Spaziale Internazionale hanno fornito allettanti suggerimenti sui segreti delle particelle meglio conservati della natura, ma un segnale definitivo per la materia oscura rimane sfuggente. Mentre l'AMS ha individuato milioni di particelle di antimateria - con un picco anomalo nei positroni - i ricercatori non possono ancora escludere altre spiegazioni, come le pulsar vicine.
"Queste osservazioni mostrano l'esistenza di nuovi fenomeni fisici", ha detto il ricercatore principale AMS Samuel Ting, "e se dalla fisica delle particelle o dall'origine astrofisica sono necessari più dati. Nei prossimi mesi, AMS sarà in grado di dirci in modo conclusivo se questi positroni sono un segnale per la materia oscura o se hanno qualche altra origine. "
L'AMS è stato portato all'ISS nel 2011 durante il volo finale della navetta spaziale Endeavour, il penultimo volo della navetta. L'esperimento da 2 miliardi di dollari esamina diecimila colpi di raggi cosmici ogni minuto, alla ricerca di indizi sulla natura fondamentale della materia.
Durante i primi 18 mesi di attività, l'AMS ha raccolto 25 miliardi di eventi. Ha trovato un eccesso anomalo di positroni nel flusso di raggi cosmici - 6,8 milioni sono elettroni o loro controparte di antimateria, positroni.
L'AMS ha scoperto che il rapporto tra positroni ed elettroni sale a energie comprese tra 10 e 350 gigaelettronvolt, ma Ting e il suo team hanno affermato che l'aumento non è abbastanza nitido da attribuirlo in modo definitivo alle collisioni della materia oscura. Ma hanno anche scoperto che il segnale sembra lo stesso in tutto lo spazio, cosa che ci si aspetterebbe se il segnale fosse dovuto alla materia oscura - la roba misteriosa che si pensa possa tenere insieme le galassie e dare all'Universo la sua struttura.
Inoltre, le energie di questi positroni suggeriscono che potrebbero essere state create quando particelle di materia oscura si scontrano e si distruggono a vicenda.
I risultati dell'AMS sono coerenti con i risultati dei precedenti telescopi, come gli strumenti a raggi gamma Fermi e PAMELA, che hanno visto un aumento simile, ma Ting ha affermato che i risultati dell'AMS sono più precisi.
I risultati pubblicati oggi non includono gli ultimi 3 mesi di dati, che non sono stati ancora elaborati.
"Finora la misura più precisa del flusso di positroni del raggio cosmico, questi risultati mostrano chiaramente la potenza e le capacità del rivelatore AMS", ha affermato Ting.
I raggi cosmici sono particelle ad alta energia cariche che permeano lo spazio. Un eccesso di antimateria all'interno del flusso di raggi cosmici è stato osservato per la prima volta circa due decenni fa. L'origine dell'eccesso, tuttavia, rimane inspiegabile. Una possibilità, prevista da una teoria nota come supersimmetria, è che i positroni potrebbero essere prodotti quando due particelle di materia oscura si scontrano e si annichilano. Ting ha affermato che nei prossimi anni AMS perfezionerà ulteriormente la precisione della misurazione e chiarirà il comportamento della frazione di positroni a energie superiori a 250 GeV.
Pur avendo l'AMS nello spazio e lontano dall'atmosfera terrestre - consentendo agli strumenti di ricevere una raffica costante di particelle ad alta energia - durante il briefing con la stampa, Ting ha spiegato le difficoltà nel far funzionare l'AMS nello spazio. "Non puoi mandare uno studente ad uscire e ripararlo", ha scherzato, ma ha anche aggiunto che gli array solari della ISS e la partenza e l'arrivo dei vari veicoli spaziali possono avere un effetto sulle fluttuazioni termiche che le apparecchiature sensibili potrebbero rilevare. "È necessario monitorare e correggere costantemente i dati o non si ottengono risultati accurati", ha affermato.
Nonostante abbia registrato oltre 30 miliardi di raggi cosmici da quando AMS-2 è stato installato sulla Stazione Spaziale Internazionale nel 2011, il Ting ha affermato che i risultati pubblicati oggi si basano solo sul 10% delle letture che lo strumento fornirà nel corso della sua vita.
Alla domanda su quanto tempo ha bisogno per esplorare le letture anomale, Ting ha appena detto: "Lentamente". Tuttavia, secondo quanto riferito, Ting fornirà un aggiornamento a luglio all'International Cosmic Ray Conference.
Maggiori informazioni: comunicato stampa del CERN, documento del team: primo risultato dello spettrometro alfa magnetico sulla stazione spaziale internazionale: misurazione di precisione della frazione di positroni nei raggi cosmici primari di 0,5–350 GeV
