Проект «Памела»: десять лет в поисках темной материи

16
июня
2016

p15 июня 2016 года исполнилось 10 лет с момента запуска российского спутника laquo;Ресурс ДК1raquo; с прибором laquo;Памелаraquo; на борту. Уникальный магнитный спектрометр создан в Институте космофизики НИЯУ МИФИ, основной задачей которого является измерение спектров античастиц высоких энергий в космическом излучении. Эксперимент проводится международной коллаборацией ученых России, Италии, Швеции, Германии в рамках российско-итальянской программы quot;РИМquot;. О важнейших результатах проекта в интервью корреспонденту РИА Новости рассказал его руководитель с российской стороны, директор института Космофизики НИЯУ МИФИ Аркадий Гальпер. /p

pbndash; Аркадий Моисеевич, каковы ключевые цели проекта quot;Памелаquot;?/b/p

pndash; Основная цель ndash; исследование на околоземной орбите потоков античастиц (позитронов и антипротонов), входящих в состав первичного космического излучения. Подобные частицы, как известно, возникают в различных процессах, проходящих во Вселенной. Но возможно, что эти античастицы возникают при аннигиляции частиц темной материи. Поясню: quot;темнойquot; ее назвали не потому что она черная, а потому что невидима, не создает электромагнитные излучения, ускользает от приборов и непонятна. Она проявляется только в одном виде взаимодействий ndash; гравитационном. /p

pПонять ее природу, тем не менее, принципиально важно. Почему? Сегодня мы уже точно знаем: наша Вселенная на 25 процентов состоит именно из темной материи. Знание ее природы и состава играет важную роль в понимании происхождения и развития мироздания. /p

pbndash; Как был организован поиск античастиц? /b/p

pndash; Исследования велись с помощью прецизионного магнитного спектрометра quot;Памелаquot;, установленного на борту российского природоведческого спутника в специальном гермоконтейнере. Во время измерений чувствительной осью quot;Памелаquot; была направлена в зенит, что обеспечивало возможность непрерывных наблюдений космического излучения в течение всего времени функционирования спутника на орбите. Впервые в условиях космоса, на протяжении почти десяти лет, с помощью одной аппаратуры, с малыми методическими и статистическими ошибками мы вели изучение энергетических спектров античастиц (антипротонов, позитронов). /p

p align=center /p

p align=centeriimg src=/content/imported/upload/medialibrary/4ff/1.jpg border=0 width=271 height=353 //i/p

p align=centeriРис.1. Детекторный комплекс laquo;Памелаraquo;/i/p

p /p

pbndash; Каковы важнейшие результаты проделанной за эти годы работы? /b/p

pndash; Начиная с 15 июня 2006 года, мы последовательно измеряли характеристики космических частиц (электронов и позитронов, протонов и антипротонов и легких ядер). И в результате кропотливого анализа материалов первого этапа измерений было обнаружено, что поток позитронов ведет себя не так, как было предсказано теоретическими расчетами. Доля позитронов возрастает в космическом излучении по отношению к обычным частицам электронам. И тут-то поняли, что это, возможно, связано с гипотетическими частицами quot;вимпамиquot;, из которых предположительно и состоит темная материя. При столкновении друг с другом вимпы могут аннигилировать, то есть исчезать, превращаясь в известные частицы, например, в протоны и антипротоны, электроны и позитроны. Но в ходе измерений магнитным спектрометром quot;Памелаquot; стало понятно, что вимпы могут и самостоятельно распадаться, превращаясь в те же известные частицы. /p

pЭто явление ученые назвали quot;аномальный эффект Памелыquot;. Наряду с запуском самого большого в мире ускорителя LHC (Большой Адронный Коллайдер) в Швейцарии наше исследование признано американским физическим обществом крупнейшим событием 2008 года. /p

p align=center /p

p align=center /p

p align=centeriimg src=/content/imported/upload/medialibrary/579/2.jpg border=0 width=225 height=300 //i/p

p align=centeriРис.2. Спектрометр laquo;Памелаraquo; - последние проверки перед запуском/i/p

p align=center /p

pКак ни странно, статья группы ученых ndash; участников нашего проекта, пролежала почти год в редакции старейшего и самого престижного в мире научного журнала Nature. Тем не менее в 2009 году она была опубликована. Наша работа получила несколько тысяч ссылок в научной литературе. Это выдающийся научный и технический результат. Впоследствии данные, полученные в 2008 году благодаря магнитному спектрометру quot;Памелаquot;, были дважды подтверждены экспериментами в космосе ndash; на гамма-телескопе quot;Ферми/Латquot; и магнитном спектрометре quot;AMS-02quot;. Что касается спутника quot;РЕСУРС ДК-1quot;, он прекратил работу в феврале этого года, прослужив втрое дольше намеченного срока. Исследование частиц темной материи продолжается сегодня в рамках проекта quot;Гамма-400quot; учеными Физического института им. П.Н. Лебедева и Национального исследовательского ядерного университета quot;МИФИquot;. /p

p /p

p align=center /p

p align=centeriimg src=/content/imported/upload/medialibrary/9e7/3.jpg border=0 width=300 height=225 //i/p

p align=centeriРис.3. Участники коллаборации laquo;ПАМЕЛАraquo; на космодроме Байконур/i/p

7