Beberapa tahun yang lalu, Muatan untuk Eksplorasi Materi Antimateri dan Astrofisika Cahaya-inti, PAMELA, mengirimi kami kembali beberapa informasi aneh ... kelebihan anti-materi di Bima Sakti. Mengapa anggota spektrum sinar kosmik ini memiliki implikasi yang menarik bagi komunitas ilmiah? Ini bisa berarti bukti yang diperlukan untuk mengkonfirmasi keberadaan materi gelap.
Dengan menggunakan Teleskop Area Besar Fermi, peneliti dari Institut Kavli untuk Partikel Astrofisika dan Kosmologi (KIPAC) di Universitas Stanford dapat memverifikasi hasil temuan PAMELA. Terlebih lagi, dengan berada di ujung spektrum energi tinggi, kelimpahan ini tampaknya memverifikasi pemikiran saat ini tentang perilaku materi gelap dan bagaimana hal itu dapat menghasilkan positron.
“Ada berbagai teori, tetapi ide dasarnya adalah bahwa jika partikel materi gelap memenuhi anti-partikelnya, keduanya akan dimusnahkan. Dan proses pemusnahan itu akan menghasilkan partikel baru, termasuk positron. ” kata Stephan Funk, asisten profesor di Stanford dan anggota KIPAC. “Ketika percobaan PAMELA melihat spektrum positron, yang berarti mengambil sampel positron di berbagai tingkat energi, ia menemukan lebih dari yang diharapkan dari proses astrofisika yang sudah dipahami. Alasan PAMELA menghasilkan kegembiraan seperti itu adalah bahwa paling tidak kemungkinan kelebihan positron berasal dari penghancuran partikel materi gelap. "
Tetapi ada kesalahan dalam apa yang mungkin menjadi solusi yang halus. Pemikiran saat ini memiliki sinyal positron yang turun ketika mencapai tingkat tertentu - sebuah temuan yang tidak diverifikasi dan membuat para peneliti merasa hasilnya tidak meyakinkan. Tetapi penelitian itu tidak berakhir di sana. Tim yang terdiri dari Funk, Justin Vandenbroucke, seorang postdoc dan Kavli Fellow dan mahasiswa pascasarjana yang didukung oleh Warit Mitthumsiri, datang dengan beberapa solusi kreatif. Sementara Teleskop Ruang Angkasa Sinar Gamma Fermi tidak dapat membedakan antara elektron yang bermuatan negatif dan positron yang bermuatan positif tanpa magnet - kelompok ini menghasilkan kebutuhan mereka hanya beberapa ratus mil jauhnya.
Medan magnet bumi sendiri ...
Betul. Planet kita sendiri mampu menekuk jalur partikel bermuatan tinggi ini. Sekarang saatnya bagi tim peneliti untuk memulai studi pada peta geofisika dan mencari tahu dengan tepat bagaimana Bumi menyaring partikel yang terdeteksi sebelumnya. Itu adalah cara baru menyaring temuan, tetapi bisakah itu berhasil?
“Hal yang paling menyenangkan tentang analisis ini bagi saya adalah sifat interdisiplinernya. Kami benar-benar tidak dapat melakukan pengukuran tanpa peta terperinci medan magnet Bumi ini, yang disediakan oleh tim ahli geofisika internasional. Jadi untuk melakukan pengukuran ini, kami harus memahami medan magnet Bumi, yang berarti meneliti pekerjaan yang diterbitkan untuk alasan yang sama sekali berbeda oleh para ilmuwan dalam disiplin lain sama sekali. " kata Vandenbroucke. “Keuntungan besar di sini adalah betapa berharganya mengukur dan memahami dunia di sekitar kita dalam sebanyak mungkin cara. Setelah Anda memiliki pengetahuan ilmiah dasar ini, sering kali mengejutkan bagaimana pengetahuan itu dapat berguna. "
Anehnya, mereka masih menghasilkan lebih dari jumlah positron antimateri seperti yang dilaporkan sebelumnya Alam. Tapi sekali lagi, temuan itu tidak menunjukkan penurunan teoritis yang diharapkan jika dark matter terlibat. Meskipun hasil ini tidak meyakinkan, itu masih cara unik untuk melihat studi yang sulit dan memanfaatkan apa yang ada di tangan.
“Saya merasa menarik untuk mencoba mendapatkan yang terbaik dari instrumen astrofisika dan saya pikir kami melakukan itu dengan pengukuran ini. Sangat memuaskan bahwa pendekatan kami, novel seperti itu, tampaknya bekerja dengan sangat baik. Juga, Anda benar-benar harus pergi ke mana sains membawa Anda. " kata Funk. “Motivasi kami adalah untuk mengkonfirmasi hasil PAMELA karena sangat menarik dan tak terduga. Dan sejauh memahami apa yang sebenarnya coba disampaikan oleh Semesta kepada kami di sini, saya pikir penting bahwa hasil PAMELA dikonfirmasi oleh instrumen dan teknik yang sama sekali berbeda. ”
Sumber Cerita Asli: Siaran Berita Kavli Foundation. Untuk Bacaan Lebih Lanjut: Pengukuran elektron sinar-kosmik dan spektrum positron yang terpisah dengan Fermi Large Area Telescope.
