Os primeiros resultados do maior e mais complexo instrumento científico a bordo da Estação Espacial Internacional forneceram dicas tentadoras dos segredos de partículas mais bem guardados da natureza, mas um sinal definitivo para a matéria escura permanece indescritível. Embora a AMS tenha visto milhões de partículas de antimatéria - com um aumento anormal de pósitrons - os pesquisadores ainda não podem descartar outras explicações, como pulsares próximos.
"Essas observações mostram a existência de novos fenômenos físicos", disse o investigador principal da AMS, Samuel Ting, "e se a física de partículas ou a origem astrofísica exigem mais dados. Nos próximos meses, a AMS poderá nos dizer conclusivamente se esses pósitrons são um sinal para a matéria escura ou se têm alguma outra origem. ”
O AMS foi trazido para a ISS em 2011 durante o voo final do ônibus espacial Endeavour, o penúltimo vôo do ônibus espacial. O experimento de US $ 2 bilhões examina dez mil acertos de raios cósmicos a cada minuto, procurando pistas sobre a natureza fundamental da matéria.
Durante os primeiros 18 meses de operação, o AMS coletou 25 bilhões de eventos. Ele descobriu um excesso anômalo de pósitrons no fluxo de raios cósmicos - 6,8 milhões são elétrons ou seu equivalente em antimatéria, pósitrons.
A AMS descobriu que a proporção de pósitrons para elétrons sobe com energias entre 10 e 350 gigaelétron-volts, mas Ting e sua equipe disseram que o aumento não é acentuado o suficiente para atribuí-lo conclusivamente a colisões de matéria escura. Mas eles também descobriram que o sinal tem a mesma aparência em todo o espaço, o que seria esperado se o sinal fosse devido à matéria escura - o material misterioso que se acredita que mantém as galáxias unidas e dá ao Universo sua estrutura.
Além disso, as energias desses pósitrons sugerem que elas podem ter sido criadas quando partículas de matéria escura colidiram e se destruíram.
Os resultados da AMS são consistentes com as descobertas de telescópios anteriores, como os instrumentos de raios gama Fermi e PAMELA, que também tiveram um aumento semelhante, mas Ting disse que os resultados da AMS são mais precisos.
Os resultados divulgados hoje não incluem os últimos três meses de dados, que ainda não foram processados.
"Como a medida mais precisa do fluxo de pósitrons de raios cósmicos até hoje, esses resultados mostram claramente a potência e as capacidades do detector AMS", disse Ting.
Os raios cósmicos são partículas carregadas de alta energia que permeiam o espaço. Um excesso de antimatéria no fluxo de raios cósmicos foi observado pela primeira vez em torno de duas décadas atrás. A origem do excesso, no entanto, permanece inexplicável. Uma possibilidade, prevista por uma teoria conhecida como supersimetria, é que os pósitrons possam ser produzidos quando duas partículas de matéria escura colidem e se aniquilam. Ting disse que, nos próximos anos, o AMS aperfeiçoará ainda mais a precisão da medição e esclarecerá o comportamento da fração de pósitrons em energias acima de 250 GeV.
Embora tenha o AMS no espaço e longe da atmosfera da Terra - permitindo que os instrumentos recebam uma barragem constante de partículas de alta energia - durante o briefing da imprensa, Ting explicou as dificuldades de operar o AMS no espaço. "Você não pode mandar um aluno sair e consertá-lo", brincou ele, mas também acrescentou que as matrizes solares da ISS e a partida e chegada de várias naves espaciais podem afetar as flutuações térmicas que os equipamentos sensíveis podem detectar. "Você precisa monitorar e corrigir os dados constantemente ou não está obtendo resultados precisos", disse ele.
Apesar de gravar mais de 30 bilhões de raios cósmicos desde que o AMS-2 foi instalado na Estação Espacial Internacional em 2011, o Ting disse que as descobertas divulgadas hoje são baseadas em apenas 10% das leituras que o instrumento fornecerá ao longo de sua vida útil.
Perguntado quanto tempo ele precisa para explorar as leituras anômalas, Ting apenas disse: "Lentamente". No entanto, Ting fornecerá uma atualização em julho na International Cosmic Ray Conference.
Mais informações: Comunicado à imprensa do CERN, artigo da equipe: Primeiro resultado do espectrômetro magnético alfa na Estação Espacial Internacional: Medição de precisão da fração de pósitron em raios cósmicos primários de 0,5 a 350 GeV
