宇宙のどこかで星が爆発し、カスケードが始まります。
エネルギーと物質の小片は、開花している超新星からあらゆる方向に加速します。それらは惑星や他の星に影響を与え、星間メディアに衝突し、それらの一部が地球に到達します。
これらは一次宇宙線、光ビーム、ニュートリノと呼ばれる幽霊のような亜原子粒子であり、科学者は細かい望遠鏡と、南極の氷の下に埋め込まれた奇妙なまだ検出器で検出します。星は宇宙全体で死ぬので、彼らは一度にあらゆる方向から急流に到着します。
しかし、それらは唯一の宇宙線ではありません。別のタイプがあり、検出がより難しく、神秘的です。
マサチューセッツ工科大学の物理学教授であるサミュエル・ティン教授は、主宇宙線が星間メディアに衝突すると、星の間の未知の見えないものが生まれ、荷電粒子のストリームが宇宙に送り出されると語った。物質と反物質のクォークからなる奇妙な新しいクラスの粒子の最初のものを発見した1976年のノーベル賞。
また、Physical Review Letters誌で1月11日に発行された新しい論文では、Tingと彼の同僚は、それらの粒子が何であるか、そしてそれらがどのように動作するかをさらにグラフ化しました。具体的には、研究者らはリチウム、ベリリウム、ホウ素核の粒子の電荷とスペクトルを説明し、ヘリウム、炭素、酸素の電荷とスペクトルを説明する以前の結果に基づいて、地球の大気に激突します。
「これらを研究するには、磁気装置を宇宙に設置する必要があります。地上では、帯電した宇宙線が100 kmの大気に吸収されるためです」とTingはLive Scienceに語った。
この論文の結果は、Tingと他の数人の物理学者が当時NASAの管理者であったDaniel Goldinを訪れた1994年5月の会議にさかのぼる、20年以上にわたる研究の集大成です。目標：1998年に4年後に建設を開始する磁石を国際宇宙ステーション（ISS）に配置するようにGoldinを説得します。磁石がなければ、宇宙粒子は検出器を直線的に通過するだけで、ティン氏によると、それらの特性に関する情報。
ゴールディン氏は「注意深く耳を傾けた」と述べた。 「これは宇宙ステーションにとって良い実験のアイデアだと言いました。しかし、磁石が宇宙に配置されたのはこれまでに誰もいません。なぜなら、磁石は地球の磁場と相互作用するため、トルクを生成し、宇宙ステーションは制御を失うからです。 。磁気コンパスのようなものです。」
ISSが空からねじれるのを避けるために、Tingと彼の共同研究者たちはアルファ磁気分光計（AMS）を構築しました。これは、フェルミラボやCERNと同じくらい正確な粒子検出器ですが、小型化され、中空の磁気管の中に配置されました。批判的には、チューブの2つの半分は極性が逆になっているため、宇宙ステーションに反対方向のトルクをかけ、互いに打ち消し合うとティン氏は言う。
2011年、AMSは、この船の最後から2番目のミッションであるスペースシャトルエンデバー号に乗り込みました。そして、過去10年間、AMSは1,000億の宇宙線を静かに検出してきました。
結局のところ、ティン氏と彼のチームは、そのデータを使用して、宇宙に関する非常に具体的な質問に答えることを望んでいると彼は言った。 （それはまた、火星に向かう途中の宇宙飛行士をどの粒子が追い払うかのような、よりありふれた質問にも答えることができます。）
「人々は、「星間メディア」と言います。星間メディアとは何ですか？財産とは何ですか？誰も本当に知りません」とティンは言った。 「宇宙では見えない物質の90％です。したがって、それをダークマターと呼んでいます。そして問題は：ダークマターとは何か？これを行うには、陽電子、反陽子、反物質を非常に正確に測定する必要があります。 -ヘリウム、およびこれらすべてのもの。」
ティン氏は、二次宇宙線に到達する物質と反物質を注意深く測定することで、宇宙で目に見えない物質を説明するために必要なツールを理論家に提供したいと望んでいると述べ、その説明を通して、宇宙が物質で作られている理由を理解するすべて、反物質ではありません。ティンを含む多くの物理学者は、暗黒物質がその問題を解決するための鍵になると信じています。
「最初は、物質と反物質の量が同じでなければなりません。それで、質問：なぜ宇宙は反物質でできていないのですか？何が起こったのですか？反ヘリウムはありますか？反炭素？反酸素？どこに？彼らは？"
ライブサイエンスは、ダークマターに取り組んでいる多くの理論家に連絡を取り、ティンの研究とこの論文について議論しました。多くの人は、AMSの結果がまだこのテーマにあまり光を当てていないと警告しました。反物質（いくつかの有望な初期の結果があったが）。
ノースカロライナ州立大学の天体物理学者であるケイティマックは、「宇宙線がどのように形成され伝播するかは、星間物質や他の銀河における高エネルギー爆発の可能性さえも理解するのに役立つ魅力的で重要な問題です。そのAMSはそのプロジェクトの重要な部分です。
マック氏によると、AMSはより重要な検証済みの反物質結果をもたらす可能性があり、あるいはこの論文で説明されているような物質検出がダークマターに関する質問への回答に役立つ可能性があります。 「しかし、それはまだ起こっていない。「しかし、ダークマターの検索については、最も重要なことは、実験がアンチマターについて教えてくれるものである。なぜなら、ダークマターは物質と物質のペアに消滅するからである。求められている重要な信号。」
ティン氏は、このプロジェクトは順調に進んでいると語った。
「陽電子を測定します。スペクトルは暗黒物質の理論上のスペクトルに非常によく似ています。しかし、確認するためにさらに統計が必要であり、レートは非常に低いので、数年待つ必要があります」とティン氏は述べた。
