Un detector de antimateria en el espacio

nstalado en la Estación Espacial Internacional, una nueva experiencia, un instrumento muy sofisticado, va a atrapar a las partículas de antimateria que atraviesan el cosmos.

Es una misión de detección sin precedentes de la antimateria, a 400 kilómetros sobre nuestras cabezas. AMS experimento (acrónimo en Inglés de Alpha Magnetic Spectrometer), entregado por el transbordador espacial Endeavour a la Estación Espacial Internacional ( ISS), se ha instalado correctamente Jueves, 19 de mayo en el lado derecho de la estación ( este video muestra la maniobra ).

Puesta en marcha unas horas más tarde, ya que sigue la pista de antipartículas que viajan en el espacio. Si la misión no ha tenido suerte en los últimos años también ha aprovechado de los retrasos para optimizar sus instrumentos. Ahora está a punto de responder a la pregunta de si o no antigalaxias.

¿Qué sabemos de la antimateria en el espacio? Un claro y medible, hay una pequeña cantidad de rayos cósmicos, partículas energéticas que atraviesan el espacio interestelar. Se trata esencialmente de antiprotones y anti-electrones (positrones). Su presencia no es misterioso y proviene de los procesos llamados «secundarios» cuando un protón de rayos cósmicos, que tiene una gran velocidad de las galaxias colisionan con la materia en el medio interestelar, se puede formar un antiprotón.

Las leyes de la física nuclear para calcular la probabilidad asociada a este fenómeno bastante estándar y de fácil explicar el flujo observado de antiprotones.

Estas antipartículas representan alrededor de un diez-milésima parte de las partículas. Esta es una proporción muy pequeña, pero sin embargo una cantidad significativa. Sin embargo, esta antimateria «secundario» no tiene ninguna relación con cualquier antigalaxias, es sólo un pequeño componente de la masa y la energía de la Vía Láctea.

Particiones universo?

Para «anti-mundos», el enigma permanece. De acuerdo con la teoría del Big Bang, sería natural que la materia y la antimateria se produce en cantidades iguales en el comienzo del universo. Por otra parte, las leyes que los rigen son casi idénticos.

Sin embargo, el Universo se compone principalmente de material! ¿Por qué? Mecanismo por el cual el asunto se le venció a la antimateria?Está claro que Neil Armstrong no fue aniquilado por caminar en la luna: está hecho de átomos, y no anti-átomos!

Sabemos con certeza que toda nuestra galaxia, por lo que además estas pequeñas trazas de rayos cósmicos que acabamos de mencionar, está compuesto de materia. La antimateria es como «ausente» en todo el universo, o es «el otro»?

Hoy en día, la primera hipótesis es la más popular. Sin embargo, no está totalmente excluido que el universo se divide en grandes áreas: un poco de material y la antimateria otro. Este último consistiría en antigalaxias, con su antiplanètes antiestrellas la vivienda, incluso sus antiastrophysiciens!

El universo se divide en zonas de las regiones de materia y antimateria.La detección de una sola antinoyau pesados ​​en los rayos cósmicos – por ejemplo, un anticarbone – corroborar esta hipótesis. De hecho, es imposible para sintetizar tales un núcleo que no sea en antiétoile. Tal sería la detección de la prueba de la existencia de estas antiestrellas!Sería un gran descubrimiento.

Si el descubrimiento no se produce, la imagen de un universo esencialmente asimétrica – Vista materia favorecida frente a la antimateria – se verá reforzada. Este es el escenario más probable, porque si el universo se divide en áreas de la materia y el área de la antimateria, es probable que las aniquilaciones llevará a cabo en las fronteras de estas áreas y no hay señal asociada a estos procesos ha sido claramente detectado.

Para explicar este gran misterio de la cosmología, entonces no habría más remedio que utilizar la física más complejos que el actual «modelo estándar», que resume nuestra comprensión de las partículas elementales.

El estudio de los cielos la antimateria no es sólo la búsqueda de antiestrellas. Entre otras cuestiones, por lo menos igual de importante, están asociados. El hecho de que no es abundante (menos del 0,01% de las partículas en los rayos cósmicos de la galaxia) se puede convertir en una ventaja: un superávit muy pequeño es mucho más fácil de detectar. Un pequeño número de protones, además, de los rayos cósmicos pasan completamente inadvertidos.

Por el contrario, la misma cantidad de antiprotones en exceso pueden ser detectadas fácilmente, dada la falta de antipartículas de los procesos secundarios. Pero son precisamente los fenómenos muy interesantes podría causar un ligero exceso de la antimateria: en primer lugar, la aniquilación de partículas de materia oscura.

Así que aquí tocamos otro problema central en la astrofísica como en la física de partículas: la materia oscura. La mayor parte de la masa, algunos 99,5% del universo es invisible! Peor aún, sabemos que gran parte de esta masa que se nos escapa no está hecha de partículas conocidas, en cualquier caso, ninguna de las predichas por el Modelo Estándar de física de partículas.

Esta materia oscura no está directamente relacionado con la antimateria, pero es indirecta, ya que puede hacer! De hecho, el mejor «candidato a materia oscura» que tenemos hoy en día es una partícula llamada «supersimétricas». Sin embargo, estas partículas supersimétricas, cuando se encuentran, por ejemplo, en regiones densas como el centro de la galaxia, se aniquilan y emiten cantidades iguales de materia y antimateria. Seguimiento de la plusvalía producida por la aniquilación de antimateria que ahora es una forma preferida de detección de materia oscura.

Varios experimentos están explorando esta vía (especialmente Pamela la misión espacial). El experimento AMS también que hacer frente, con una precisión sin precedentes, ya que es, con antigalaxias de investigación muy especulativos, uno de sus objetivos principales.

Instalado en la Estación Espacial Internacional – probablemente demasiado poco utilizados para fines científicos – de la experiencia se beneficiarán de la ventaja que ofrece este entorno: observar directamente las partículas antes de entrar al atmósfera de la Tierra.

En la larga historia de la astronomía, la radiación electromagnética que se ha utilizado para investigar el cosmos. Sin embargo, los fotones no son los únicos mediadores del Universo. Las partículas cargadas que se centra el detector AMS son también muy informativo.

MGA pretende convertirse en una experiencia «final» en su campo, es decir que la calidad de la medición y la cantidad de datos recogidos será tal que es probable que sea útil ni posible intentar mejorarlos.

Cantidad de datos

 

Todavía tiene que ser capaz de identificar las partículas precisamente para distinguir unos de otros y nunca confundir la materia y la antimateria. Nada se parece más a un rayo cósmico que otro rayo cósmico! La precisión requerida es muy alta debido a que las antipartículas son extremadamente raros: debemos tener éxito en la búsqueda de algunas de las decenas de miles de millones de partículas que se detectan durante una década.

Para conseguir esta precisión, el experimento AMS juega en ambos sentidos. En primer lugar, el instrumento se compone de muchos sub-detectores que aumentará las mediciones independientes de diferentes características fundamentales de los rayos cósmicos: la energía, la carga eléctrica y masa.

En segundo lugar, el gran tamaño del detector para un instrumento espacio (típicamente un metro cuadrado de área de superficie) se recogen un gran número de partículas. Es a través de esta cantidad de datos, combinados con la redundancia de mediciones de alta precisión, será posible detectar los componentes más raros, incluyendo antimateria.

Más allá de la búsqueda de antiestrellas hipotéticas y la búsqueda de materia oscura, el AMS permiten un análisis muy detallado y minucioso de la radiación cósmica «clásico». La antimateria es una fracción de los rayos cósmicos y las partículas de la materia no son como ruido de fondo!

Por el contrario, proporcionan información valiosa acerca de nuestra galaxia astrofísica, y que obviamente será una de las contribuciones más importantes de la AMS.




 

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