Sciencemag.cz
Doporučujeme
Částice WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) představují jednoho z kandidátů na temnou hmotu. Podle nové studie některá nedávná pozorování antihmoty (antihmotových atomových jader) v kosmickém záření jsou v souladu s existencí WIMPů. Navíc by tyto částice mohly být ještě podivnější, než se dosud předpokládalo. (PH: Stále ovšem platí, že rozhodně nejde o důkaz nebo přímé pozorování temné hmoty.)
Dalo by se říct, že popularita WIMP byla v posledních letech na ústupu. Naopak, výzkum vyloučil celé třídy těchto částic a spektrum přípustných typů WIMP se výrazně zúžilo.
Zdá se však, že nedávné objevy tuto možnost znovu otevírají. „Jedná se o některá pozorování z experimentu AMS-02,“ uvádí hlavní autor studie De la Torre Luque z Ústavu teoretické fyziky v Madridu. AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) je vědecký experiment na palubě Mezinárodní vesmírné stanice, který zkoumá kosmické záření. „Ukázalo se, že v kosmickém záření se objevily stopy atomů antihmoty, konkrétně antihelia, v míře, kterou nikdo nečekal.“
Část antihmoty, kterou dnes detekujeme, vznikla – jak se vědci domnívají – během Velkého třesku, ale další antičástice se neustále tvoří při specifických událostech (nejen astronomických, třeba i při obyčejné pozitronové emisní tomografii).
„Pokud pozorujeme produkci antičástic v mezihvězdném prostředí, kde bychom jich očekávali velmi málo, znamená to ale, že se děje něco neobvyklého,“ vysvětluje De la Torre Luque. „Proto bylo pozorování antihelia tak vzrušující.“
To, co vytváří jádra antihelia pozorovaná přístrojem AMS-02, by skutečně mohly být WIMP. Podle modelu se dvě částice WIMP při svém setkání v některých případech anihilují, vyzařují energii a produkují částice hmoty i antihmoty. A nová studie potvrdila, že některá pozorování antihelia jsou těžko vysvětlitelná pomocí známých astrofyzikálních jevů.
„Teoretické předpovědi naznačovaly, že i když kosmické záření může produkovat antičástice prostřednictvím interakcí s plynem v mezihvězdném prostředí, množství antičástic, zejména antihelia, by mělo být extrémně nízké,“ vysvětluje De la Torre Luque.
„Očekávali jsme, že zaznamenáme jednu událost s antiheliem každých několik desítek let, ale přibližně deset událostí s antiheliem pozorovaných přístrojem AMS-02 je o mnoho řádů více než předpovědi založené na standardních interakcích kosmického záření. Proto tato antijádra můžeme věrohodně vysvětlovat jako důsledek anihilací částic WIMP.“
Zajímavá má být také následující věc. Jádra antihelia pozorovaná přístrojem AMS-02 patří mke 2 různým různé izotopům, antihelium-3 a antihelium-4. Antihelium-4 je těžší a také mnohem vzácnější. Jak tvrdí, průvodní tisková zpráva, vznik těžších jader antihmoty je s jejich rostoucí hmotností totiž stále méně pravděpodobný. Pozorování jejich velkého množství je tudíž nečekané.
„Dokonce i v těch nejoptimističtějších modelech by WIMPy mohly vysvětlit pouze množství detekovaného antihelia-3, ale ne antihelia-4,“ pokračuje De la Torre Luque. Vyžaduje to představit si částici (nebo třídu částic) ještě podivnější než dosud navržené WIMPy, ještě exotičtější.
Pedro De La Torre Luque et al, Cosmic-Ray Propagation Models Elucidate the Prospects for Antinuclei Detection, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2024). On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2404.13114
Zdroj: International School of Advanced Studies (SISSA) / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Poznámka PH: Původní článek je přístupný, i samotná tisková zpráva je o dost obsáhlejší, navíc se zde WIMPy dávají do souvislosti také s antideuteriem.
