A modern kozmológia előtt álló egyik legnagyobb kihívás a sötét anyag mibenlétének megfejtése. Tudjuk, hogy létezik – sőt, a világegyetem több mint 85 százalékát ez alkotja –, de sosem láttuk közvetlenül, és még mindig nem tudjuk, mi is az valójában. A Journal of Cosmology and Astroparticle Physics kozmológiai és csillagászati-részecskefizikai szakfolyóiratban most megjelent egy olyan közlemény, amelyben a kutatók az antianyag megfogható nyomai után kutattak a kozmoszban, és
a gyengén kölcsönható nagy tömegű részecskék (WIMP-ek, Weakly Interacting Massive Particles) olyan új, korábban meg nem figyelt osztályát azonosították, amely a sötét anyag alkotója lehet.
A tanulmány azt sugallja, hogy a kozmikus sugárzásban nemrég megfigyelt antiatommagok összeférhetők a WIMP-ek létezéséről alkotott hipotézisekkel, sőt: ezek a részecskék még annál is furcsábbak lehetnek, mint ahogy eddig gondoltuk.
A sötét anyag keresése
„A WIMP-ek létezését elméleti síkon eddig is feltételeztük, de megfigyelni még nem tudtuk őket, és ideális jelöltek a sötét anyag alkotórészecskéinek szerepére” – magyarázza Pedro De la Torre Luque részecskefizikus, a madridi Elméleti Fizikai Intézet munkatársa.
Ezek a részecskék egymással és a többi részecskével csak a gravitáció, illetve az úgynevezett gyenge kölcsönhatás révén lépnek interakcióba. Ez utóbbi a négy alapvető fizikai erő közül az, amely csak nagyon kicsi hatótávolságokon működik.
„Az új megfigyelések az AMS-02 jelű kísérletből származnak – folytatta De la Torre Luque. A kozmikus sugárzást vizsgáló AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) kísérlet a Nemzetközi Űrállomáson zajlik. – A projektvezetők arról számoltak be, hogy antiatommagokra, konkrétan antihéliumra utaló nyomokat találtak a sugárzásban, amire senki sem számított.”
Mi is az antianyag ?
Az antianyag az anyag olyan formája, amelyben minden elemi részecske a mi közönséges elemi részecskéink ellentettpárja. A töltéssel rendelkező részecskék esetében ez ellentétes töltést is jelent – az antielektronok, vagyis a pozitronok pozitív, az antiprotonok pedig negatív töltésűek –, és ha a mi közönséges anyagunk és az antianyag találkozik, akkor intenzív gamma-sugárzás kibocsátása mellett megsemmisítik, „annihilálják” egymást. Bár univerzumunk túlnyomórészt hagyományos anyagból áll, kis mennyiségű antianyag is jelen van benne, néha közelebb is, mint gondolnánk:
például a pozitronemissziós tomográfia nevű orvosi képalkotó eljárás antielektronokat, vagyis pozitronokat kibocsátó kontrasztanyagokkal működik.
A világegyetemben található antianyag egy része a tudósok vélekedése szerint az ősrobbanáskor keletkezett, de ma is folyamatosan keletkezik antianyag a világűrben, méghozzá bizonyos különleges események során, ezért a megfigyelése mindenféleképpen nagy jelentőséggel bír.
Ha valahol antirészecskéket látunk létrejönni a csillagközi közegben, ahol amúgy nem sok mindenre számítanánk, akkor jó okunk van azt gondolni, hogy ott valami érdekes zajlik
– hangsúlyozta De la Torre Luque. „Ezért találtuk annyira izgalmasnak az antihélium jelenlétét.”
