ที่ไหนสักแห่งในจักรวาลที่ไกลออกไปดวงดาวก็เริ่มแตกและตกลงมา
พลังงานและสสารขนาดเล็กออกไปในทุกทิศทางจากซุปเปอร์โนวาที่กำลังเบ่งบาน พวกมันส่งผลกระทบต่อดาวเคราะห์และดาวฤกษ์อื่น ๆ และชนเข้ากับสื่อระหว่างดวงดาวและพวกมันบางส่วนก็มาถึงโลก
เหล่านี้คือรังสีคอสมิกปฐมภูมิลำแสงและอนุภาคกึ่งอะตอมที่เรียกว่านิวตริโนที่นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบด้วยกล้องโทรทรรศน์ชั้นดีและเครื่องตรวจจับที่แปลกประหลาดซึ่งฝังอยู่ใต้น้ำแข็งของขั้วโลกใต้ พวกเขามาถึงฝนตกหนักจากทุกทิศทางพร้อมกันเมื่อดวงดาวตายไปทั่วจักรวาล
แต่พวกมันไม่ใช่รังสีคอสมิกเพียงตัวเดียว มีอีกประเภทหนึ่งที่ยากต่อการตรวจจับและลึกลับมากกว่า
เมื่อรังสีคอสมิกปฐมภูมิปะทะกับสื่อระหว่างดวงดาว - สิ่งที่ไม่รู้จักและไม่สามารถมองเห็นได้ระหว่างดาว - สื่อนั้นเข้ามาในชีวิตส่งกระแสของอนุภาคที่มีประจุออกสู่อวกาศซามูเอลติงศาสตราจารย์ฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าว รางวัลโนเบลในปี 1976 สำหรับการค้นพบอนุภาคแปลกใหม่ระดับแรกที่ประกอบขึ้นจากสสารและสสารที่ทำให้เกิดปฏิสสาร
และในกระดาษใหม่ที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 11 มกราคมในวารสาร Physical Review Letters Ting และเพื่อนร่วมงานของเขาได้จัดทำแผนภูมิเพิ่มเติมว่าอนุภาคเหล่านั้นคืออะไรและมีพฤติกรรมอย่างไร นักวิจัยได้อธิบายค่าใช้จ่ายและสเปกตรัมของอนุภาคลิเธียมเบริลเลียมและนิวเคลียสของโบรอนที่พุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งสร้างจากผลก่อนหน้านี้ที่อธิบายถึงประจุและสเปกตรัมของฮีเลียมคาร์บอนและออกซิเจน
“ ในการศึกษาสิ่งเหล่านี้คุณต้องวางอุปกรณ์แม่เหล็กไว้ในอวกาศเพราะบนพื้นดินรังสีคอสมิกที่ถูกชาร์จจะถูกดูดซับไว้ในบรรยากาศ 100 กิโลเมตร” Ting กล่าวกับ Live Science
ผลลัพธ์ของบทความนี้เป็นสุดยอดของการทำงานมากกว่าสองทศวรรษย้อนหลังไปถึงการประชุมในเดือนพฤษภาคม 2537 เมื่อติงและนักฟิสิกส์อีกหลายคนไปเยี่ยมแดเนียลโกลดินจากนั้นผู้บริหารขององค์การนาซ่า เป้าหมาย: เพื่อโน้มน้าวให้โกลดินใส่แม่เหล็กบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งจะเริ่มก่อสร้างในอีกสี่ปีต่อมาในปี 1998 โดยปราศจากแม่เหล็กอนุภาคของจักรวาลจะผ่านเครื่องตรวจจับเป็นเส้นตรงโดยไม่มี ข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติของพวกเขา Ting กล่าว
โกลดิน "ฟังอย่างระมัดระวัง" ติงกล่าว "เขากล่าวว่านี่เป็นแนวคิดการทดลองที่ดีสำหรับสถานีอวกาศ แต่ไม่มีใครเคยใส่แม่เหล็กในอวกาศเพราะแม่เหล็กในอวกาศ - เพราะมันทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กของโลก - จะสร้างแรงบิดและสถานีอวกาศจะสูญเสียการควบคุม มันเหมือนเข็มทิศแม่เหล็ก.
เพื่อหลีกเลี่ยงการบิดสถานีอวกาศนานาชาติออกจากท้องฟ้า Ting และผู้ทำงานร่วมกันของเขาได้สร้างเครื่องวัดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (AMS): เครื่องตรวจจับอนุภาคที่แม่นยำเหมือนกับที่ Fermilab และ CERN แต่มีขนาดเล็กลงและวางไว้ในหลอดแม่เหล็กกลวง วิกฤตทั้งสองแบ่งครึ่งของหลอดกลับขั้วดังนั้นพวกเขาจึงบิดสถานีอวกาศไปในทิศทางตรงกันข้าม
ในปี 2011 AMS ขี่ม้าไปยังอวกาศบนกระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์ซึ่งเป็นภารกิจครั้งที่สองถึงครั้งสุดท้ายของยาน และในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา AMS ได้ตรวจพบรังสีคอสมิค 100 พันล้านในเวลาเงียบ ๆ
ในที่สุด Ting และทีมของเขาหวังว่าจะใช้ข้อมูลนั้นเพื่อตอบคำถามที่เฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับจักรวาลเขากล่าว (แม้ว่ามันจะสามารถตอบคำถามที่มากขึ้นได้เช่นเดียวกับสิ่งที่อนุภาคอาจทำให้นักบินอวกาศเดินทางมายังดาวอังคาร)
"ผู้คนพูดว่า 'สื่อระหว่างดวงดาว' สื่อระหว่างดวงดาวคืออะไรคุณสมบัติคืออะไรไม่มีใครรู้จริง ๆ " Ting กล่าว "เก้าสิบเปอร์เซ็นต์ของสสารในจักรวาลที่คุณมองไม่เห็นและดังนั้นคุณเรียกมันว่าสสารมืดและคำถามคือ: สสารมืดคืออะไรตอนนี้คุณต้องวัดโพซิตรอน, แอนตีโปรตรอนและแอนติบอดีที่แม่นยำมากขึ้น - ฮีเลียมและสิ่งเหล่านี้ทั้งหมด "
Ting กล่าวว่าด้วยการวัดอย่างระมัดระวังของสสารและปฏิสสารที่มาถึงรังสีคอสมิกตัวที่สองเขาหวังที่จะเสนอเครื่องมือที่จำเป็นในการอธิบายสิ่งที่มองไม่เห็นในเอกภพ - และจากคำอธิบายนั้นทำให้เข้าใจว่าทำไมจักรวาลถึงเกิดเรื่อง ทั้งหมดและไม่ใช่ปฏิสสาร นักฟิสิกส์หลายคนรวมถึง Ting เชื่อว่าสสารมืดอาจเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหานั้น
"ในตอนแรกจะต้องมีสสารและปฏิสสารเท่ากันดังนั้นคำถาม: ทำไมจักรวาลจึงไม่สร้างปฏิสสารขึ้นมาเกิดอะไรขึ้นมีแอนตี้ฮีเลียมต่อต้านคาร์บอนหรือไม่ต่อต้านออกซิเจนที่ไหน? ที่พวกเขา?"
วิทยาศาสตร์สดถึงนักทฤษฎีจำนวนหนึ่งที่ทำงานเกี่ยวกับสสารมืดเพื่อพูดคุยเกี่ยวกับงานของ Ting และบทความนี้และหลายคนเตือนว่าผลลัพธ์ของ AMS ยังไม่ได้ส่องแสงมากนักในเรื่องนี้ส่วนใหญ่เป็นเพราะเครื่องมือยังไม่ได้ทำการวัด spacefaring ปฏิสสาร (แม้ว่าจะมีผลลัพธ์เริ่มแรกที่มีแนวโน้ม)
"การก่อตัวของรังสีคอสมิกและการแพร่กระจายเป็นปัญหาที่น่าสนใจและสำคัญที่สามารถช่วยให้เราเข้าใจสื่อระหว่างดวงดาวและการระเบิดพลังงานสูงในกาแลคซีอื่น ๆ " Katie Mack นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ ธ แคโรไลน่า AMS นั้นเป็นส่วนสำคัญของโครงการนั้น
เป็นไปได้ว่า AMS จะมีความสำคัญมากขึ้นตรวจสอบผลแอนทายแมทเทอร์แม็คกล่าวหรือการตรวจจับสสารที่เหมือนกับที่อธิบายไว้ในบทความนี้จะช่วยให้นักวิจัยตอบคำถามเกี่ยวกับสสารมืด แต่นั่นยังไม่เกิดขึ้น "แต่สำหรับการค้นหาสสารมืด" เธอบอกกับ Live Science "สิ่งที่สำคัญที่สุดคือสิ่งที่การทดลองสามารถบอกเราเกี่ยวกับปฏิสสารได้เพราะสสารมืดทำลายล้างคู่สสาร กำลังค้นหาสัญญาณคีย์ "
Ting กล่าวว่าโครงการกำลังไปถึงที่นั่น
“ เราวัดโพสิตรอนได้และสเปกตรัมนั้นดูเหมือนสเป็คตรัมทางทฤษฎีของสสารมืดมาก แต่เราต้องการสถิติเพิ่มเติมเพื่อยืนยันและอัตรานั้นต่ำมากดังนั้นเราต้องรออีกสองสามปี” Ting กล่าว
