Излишък на позитрони показа дефицит на теоретици

„Излишъкът на позитрони” може да е резултат от грешна теоретична интерпретация, а не признак на анихилация на частици тъмна материя.

Измерванията в околоземното пространство, предприети през 2010–2013 г., са показали излишък на позитрони (античастици на електроните) с високи енергии, които се смята, че имат космически произход.

Тогава това родило такава теория: излишъкът на позитрони с енергии над 10 гигаелектронволта е следствие от анихилацията на две частици тъмна материя, случваща се при техните сблъсъци.

Новото изследване на Кфир Блум и Боас Катц от Института за напреднали изследования в Принстън (США) поставя тези изводи под съмнение. Учените смятат, че не е имало реален излишък на позитрони. Какво тогава са открили научните инструменти, някои от които струват милиони долари?

Уредите не са подвели, смятат физиците, но изчисленията на тези, които са интерпретирали техните показания, не са много съвършени. Авторите се опитали да изчислят честотата на образуване на позитрони при сблъсъци на обикновени космически лъчи със заобикалящата ги галактична материя, и се получило, че наблюдаваният излишък на позитрони в диапазона от 10 гигаелектронволта е доста под горния предел на позитроните при такива сблъсъци – и това без всякаква тъмна материя!

Освен това в такива сблъсъци, както показали изчисленията, трябва периодично да се образуват и антипротони и дори ядра на борни атоми. Впрочем методът има и ограничения. „Макар че можем лесно да изчислим източника на позитроните, значително по-трудно е да предскажем техния реален поток в околоземните покрайнини.”

И това е очаквано – за да се предскаже как космическите лъчи и продуктите от тяхното взаимодействие с барионната материя са разпределени по галактиката пространствено, е необходима надеждна и не особено сложна теория как именно космическите лъчи се разпространяват през нея.

Именно затова всичко, което засега успели да направят авторите, се свежда до надеждно определяне на горния предел на интензивност на позитронните потоци близо до Земята и изясняването на това как той е над нивото, регистрирано реално от колаборацията PAMELA и магнитния алфа-спектрометър AMS-02.

Самата идея за излишък протони, смята Блум, е била породена от някои опростяващи теории на разпространението на космическите лъчи. „Когато някой се опита да стигне до дъното на декларирания „излишък позитрони”, на дъното остава само едно или няколко лежащи зад него опростяващи предположения, които може просто да не съответстват на ситуацията в реалния свят”, заключава ученият.

Проверката на хипотезата на екипа на Блум е сравнително проста – ако тя е вярна, новите измервания на AMS-02 за позитрони с по-високи енергии няма да превишат изчислените от неговия екип горни предели.

Отчет за изследването е публикуван в сп. Physical Review Letters.

Източник: Physicsworld.Com

–––––

Мегавселена вече е и Twitter