luni, 6 septembrie 2010

Evidenţierea antimateriei. Evidenţierea materiei întunecate.




Aventură spaţială: vânătorul de antimaterie se pregăteşte de lansare


AMS-02 – Alpha Magnetic Spectrometer – este primul detector cu magnet permanent care va fi lansat în spaţiu pentru a căuta dovezi ale prezenţei antimateriei şi a materiei întunecate.




AMS-02, un monstru de circa 8 tone, a pornit în călătoria sa la 26 august 2010, când a fost transportat de la aeroportul din Geneva (fiind asamblat la CERN) către Kennedy Space Center, SUA, unde a ajuns cu bine. De acolo este planificată lansarea sa către Staţia Spaţială Internaţională (ISS, International Space Center) în Februarie 2011.

Ce este AMS-02

AMS-02, Alpha Magnetic Spectrometer, este un detector de particule cu câmp magnetic care va fi instalat în Staţia Spaţială Internaţională (ISS), fiind cel mai mare instrument găzduit de aceasta ca modul extern, care însă va folosi energie de la ISS. La construirea acestui important detector au participat în ultimii 15 ani aproximativ 500 de oameni de ştiinţă din 16 ţari situate pe 3 continente.

Proiectul este condus de un laureat Nobel, profesorul Samuel Ting, de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) şi a costat în jur de 2 miliarde de dolari. Pe scurt, AMS-02 este un sistem complex, alcătuit dintr-o serie de detectoare, fiecare optimizat pentru măsurători specifice, care se bazează pe procese fizice bine cunoscute precum: pierderea de energie a particulelor în materie, timpul de zbor şi radiaţia Cherenkov.

Vor fi astfel măsurate: particule cu energii foarte mari, particule cu energii joase şi mijlocii, traiectoria (urma) lăsată de particule şi alte caracteristici ale acestora. Toate particulele care vor fi identificate vor proveni din radiaţia cosmică. Important pentru AMS-02 (de unde şi numele) este prezenţa unui magnet permanent care generează un câmp magnetic de aproximativ 4000 de ori mai puternic decât cel al Pământului.

Prezenţa acestui câmp magnetic este esenţială pentru măsurarea particulelor cu sarcină electrică, datorită faptului că acestea au un comportament caracteristic în câmp magnetic: traiectoria lor se curbează.

Ce măsoară AMS-02

AMS-02 va măsura particule care provin din spaţiu (radiaţia cosmică) şi sunt generate, de exemplu, în procesele care au loc în stele sau galaxii; scopul acestor măsurători este de a înţelege mai bine Universul şi legile care îl guvernează.

Vom prezenta în continuare, pe scurt, cele mai importante obiective ale experimentului.

Evidenţierea antimateriei: la ora actuală nu există dovezi ale prezenţei antimateriei în Univers. Acest fapt este destul de bizar, ţinând cont că actuala teorie a Big Bangului prevede generarea iniţială a unei cantităţi egale de materie şi antimaterie.

Există la ora actuală anumite teorii, precum violarea simetriei CP (C – simetria materie-antimaterie şi P – simetria stânga-dreapta), care explică (cel puţin parţial) lipsa antimateriei din Univers; totuşi, violarea simetriei CP nu este complet satisfăcătoare, motiv pentru care eventuala identificare a antimateriei este foarte importantă.

Măsurătorile nu pot fi făcute decât în afara atmosferei, deoarece primele molecule de aer întâlnite ar anihila antimateria înainte de a putea fi detectată. AMS-02 va căuta nuclee de antiheliu (care sunt compuse din 2 antiprotoni şi doi antineutroni).

Evidenţierea materiei întunecate: în Univers, pe lângă materia normală, există, conform măsurătorilor indirecte, o cantitate de aşa-numită materie întunecată de circa patru ori mai abundentă (ca masă decât materia pe care o numim normală). La ora actuală, există multe experimente care încearcă să determine natura materiei întunecate (de exemplu, experimente efectuate în laboratorul subteran italian de la Gran Sasso sau chiar la LHC-CERN).

Unul dintre elementele care ar putea alcătui materia întunecată este neutralino. AMS-02 ar putea detecta (indirect) produşii din interacţiunile neutralinilor, ca un exces de particule cu sarcină electrică sau raze gamma.

AMS-02 va efectua şi măsurători de precizie pentru radiaţia cosmică, cu obiectivul de a ajuta la proiectarea misiunilor cu oameni pe Marte. Se ştie că una dintre problemele acestor zboruri este doza de radiaţii pe care trebuie să o suporte călătorii în lungul drum spre Marte. Măsurătorile precise vor permite realizarea unor sisteme de protecţie adecvate.

Am prezentat doar câteva dintre cele mai interesante măsurători ale AMS-02.

Prima etapa a călătoriei spre Staţia Spaţială Internaţională

AMS-02 a pornit în călătoria spre ISS pe 26 august 2010, când a fost transportat de la aeroportul din Geneva (după teste cu fascicule la CERN) la Kennedy Space Center. Pentru transportul acestui adevărat monstru de mai bine de 8 tone a fost folosit un avion militar al SUA de tipul C-5M Super Galaxy, special conceput pentru transporturi grele; de exemplu, acesta poate transporta tancuri şi elicoptere, dar din fericire în această misiune transportul nu a fost făcut cu scopuri belicoase, ci în scopuri ştiinţifice.

Lansarea AMS-02 spre Staţia Spaţială Internaţională este prevăzută pentru februarie 2011, cu Space Shuttle Endeavour, pentru o misiune care va dura ani de zile şi care va contribui la înţelegerea celor mai profunde mistere ale Universului.

Informaţii suplimentare (în engleză):



http://www.ams02.org/

http://www.universetoday.com/72141/antimatterdark-matter-hunter-ready-to-be-installed-on-space-station/

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al ştiinţaazi.ro. Autoarea multumeşte dlui. Paul Fogarassy pentru colaborare.



Ţinta principală a detectorului este, deci, căutarea materiei întunecate şi a antimaterie, două dintre link-uri (legăturile) misterioase lipsă în cunoaşterea umană a universului şi a vieţii pe pământ.

AMS "trebuie să găsească în special de unde a venit antimateria", a explicat James Gillies purtătorul de cuvânt al CERN, prin căutarea stelelor în galaxiile indepărtate; oamenii de ştiinţă cred că acestea sunt realizate în întregime din antimaterie.
În conformitate cu legile teoretice standard ale fizicii, pentru fiecare tip de particule obişnuite există o "antiparticula" corespunzătoare.(sursa: AFT)


Trimiteți un comentariu