Магнитный альфа-спектрометр
Магнитный альфа-спектрометр (англ. Alpha Magnetic Spectrometer, AMS) — физический прибор, предназначенный для изучения состава космических лучей, поиска антиматерии и тёмной материи[1]. Первая версия подобного прибора (AMS-01) была установлена на орбитальной станции Мир в 1998 году. AMS-01 зарегистрировал около одного миллиона ядер гелия и подтвердил работоспособность концепции, что позволило создать новую улучшенную версию прибора. Запуск второй версии (AMS-02) произведён 16 мая 2011 года[2] в рамках миссии STS-134, а 19 мая он был установлен на МКС[3]. Работа прибора продлится 3 года,[4] за которые он должен зарегистрировать около одного миллиарда ядер гелия и других ядер. Главным исследователем проекта выступает нобелевский лауреат Сэмюэл Тинг. Стоимость прибора оценивается в 2 млрд долларов США[5].
Цель работы AMS
Проверка фундаментальных гипотез строения материи и происхождения Вселенной.
Описание
Магнитный альфа-спектрометр (AMS-02) — самый современный детектор физических частиц. Построен и испытан международной командой, в которую входят учёные из 16 стран. Спонсирование проекта осуществляется Департаментом энергетики США. AMS-02 призван привести человечество к пониманию происхождения Вселенной. Планируется изучить космическое излучение и доказать существование антиматерии и темной материи.
На AMS-02 постоянный магнит установлен вместо сверхпроводящего на жидком гелии. Благодаря этому срок службы прибора составит не менее 15 лет.
Экспериментальные данные показывают, что наша Галактика состоит из материи. Во Вселенной существует более 100 миллиардов галактик. Теория Большого Взрыва предполагает равное количество материи и антиматерии. Но теории, которые объясняют эту кажущуюся асимметрию, противоречат экспериментальным данным. Существование антиматерии является одним из фундаментальных вопросов происхождения и природы Вселенной. Любые наблюдения ядер антигелия будут доказательствами существования антивещества. В 1999 году AMS-01 установил верхний предел отношения антигелия и гелия в космическом излучении: 10−6. Чувствительность AMS-02 равна 10−9. Увеличения этой величины на три порядка достаточно для достижения края расширяющейся Вселенной, что позволит решить проблему окончательно.
Видимая материя, в основном состоящая из звёзд, составляет не более 5 % от общей наблюдаемой массы Вселенной. Остальные 95 % — это темная материя, масса которой оценивается в 20 % от массы Вселенной, и темная энергия, обуславливающая баланс. Их точная природа всё ещё не известна. Одна из лидирующих гипотез — темной материей являются нейтралино. Если нейтралино существуют, они должны сталкиваться друг с другом, в результате чего должны рождаться заряженные частицы, которые обнаружит AMS-02. Любой пик в фоновых позитрон-, антипротон-, или гамма-потоках может говорить о наличии нейтралино.
Шесть типов кварков (u, d, s, c, b и t) были обнаружены экспериментально, однако все живое на Земле состоит из двух типов кварков (u и d). Это ещё один фундаментальный вопрос — существует ли материя, состоящая из трех типов кварков (u, d и s)? Гипотетическая частица этой материи, страпелька, может иметь чрезвычайно большую массу и очень маленькое отношение заряда к массе. Это совершенно новая форма материи. AMS-02 даст окончательный ответ на вопрос о существовании этой материи.
Космическая радиация является существенным препятствием для пилотируемых полетов на Марс. Точные измерения космического излучения необходимы для планирования соответствующих мер защиты. Большинство исследований космического излучения сделано спутниками-воздушными шарами, время полёта которых измеряется днями; результаты этих исследований оказались очень неточными. AMS-02 будет работать на МКС 3 года, собирая огромное количество точных данных. Это позволит измерить долгосрочные изменения потока космических лучей в широком диапазоне энергий, для частиц от протонов до ядер железа. После номинальной миссии, AMS-02 может продолжать измерения. В дополнение к знаниям о радиационной защите, необходимой для пилотируемых межпланетных полетов, эти данные позволят узнать всё о межзвездном распространении и происхождении космического излучения.
Полученные результаты
Первые результаты работы магнитного альфа-спектрометра были обнародованы в начале апреля 2013 года. Лидер проекта Сэмюэль Тинг на семинаре ЦЕРН сообщил, что им удалось засечь увеличение доли позитронов в космических лучах с ростом их энергии: если для частиц с энергией 10 ГэВ доля позитронов составляла около 5 %, то для частиц с энергией 350 ГэВ — более 15 %. Это стало независимым подтверждением результатов, полученных ранее экспериментом PAMELA (опубликованы в апреле 2009 года) и телескопом «Ферми» (опубликованы в январе 2012 года). Возможным объяснением этого эффекта может быть излучение пульсаров или аннигиляция гипотетических частиц тёмной материи, вимпов[5][6].
Напишите отзыв о статье "Магнитный альфа-спектрометр"
Примечания
- ↑ [www.nasa.gov/mission_pages/station/science/experiments/AMS-02.html#overview Alpha Magnetic Spectrometer — 02 (AMS-02) на сайте NASA]
- ↑ [www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/news/134_hours_events.html STS-134 BRIEFING AND EVENTS SCHEDULE] (англ.)
- ↑ [www.ams02.org/2011/05/at-home-at-last/ AT HOME, AT LAST]. AMS collaboration (19 Мая 2011). [www.webcitation.org/66C8S9iZx Архивировано из первоисточника 16 марта 2012].
- ↑ [cyclo.mit.edu/~bmonreal/frames.AMS_mission_overview.html AMS experiment mission overview]
- ↑ 1 2 Adrian Cho. [news.sciencemag.org/sciencenow/2013/04/two-billion-dollar-cosmic-ray-de.html Two Billion Dollar Cosmic Ray Detector Confirms Possible Signs of Dark Matter] (англ.), Science NOW (3 April 2013). Проверено 3 апреля 2013.
- ↑ [elementy.ru/news/432004 Первые результаты эксперимента AMS-02 интересны, но сенсаций не принесли]
Ссылки
- [www.ams02.org/ Официальный сайт AMS-02]. [www.webcitation.org/671NCVTwm Архивировано из первоисточника 18 апреля 2012].
- [ams-02project.jsc.nasa.gov/Videos/STS134%20no%20sound%20-2.mov Анимационный фильм миссии STS-134, демонстрирующий установку AMS-02 (72MB)]
- [sci-lib.com/article934.html Миссии 2011-го года: Магнитный альфа-спектрометр]
| ||||||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Магнитный альфа-спектрометр
Князь Василий исполнил обещание, данное на вечере у Анны Павловны княгине Друбецкой, просившей его о своем единственном сыне Борисе. О нем было доложено государю, и, не в пример другим, он был переведен в гвардию Семеновского полка прапорщиком. Но адъютантом или состоящим при Кутузове Борис так и не был назначен, несмотря на все хлопоты и происки Анны Михайловны. Вскоре после вечера Анны Павловны Анна Михайловна вернулась в Москву, прямо к своим богатым родственникам Ростовым, у которых она стояла в Москве и у которых с детства воспитывался и годами живал ее обожаемый Боренька, только что произведенный в армейские и тотчас же переведенный в гвардейские прапорщики. Гвардия уже вышла из Петербурга 10 го августа, и сын, оставшийся для обмундирования в Москве, должен был догнать ее по дороге в Радзивилов.
У Ростовых были именинницы Натальи, мать и меньшая дочь. С утра, не переставая, подъезжали и отъезжали цуги, подвозившие поздравителей к большому, всей Москве известному дому графини Ростовой на Поварской. Графиня с красивой старшею дочерью и гостями, не перестававшими сменять один другого, сидели в гостиной.
Графиня была женщина с восточным типом худого лица, лет сорока пяти, видимо изнуренная детьми, которых у ней было двенадцать человек. Медлительность ее движений и говора, происходившая от слабости сил, придавала ей значительный вид, внушавший уважение. Княгиня Анна Михайловна Друбецкая, как домашний человек, сидела тут же, помогая в деле принимания и занимания разговором гостей. Молодежь была в задних комнатах, не находя нужным участвовать в приеме визитов. Граф встречал и провожал гостей, приглашая всех к обеду.
«Очень, очень вам благодарен, ma chere или mon cher [моя дорогая или мой дорогой] (ma сherе или mon cher он говорил всем без исключения, без малейших оттенков как выше, так и ниже его стоявшим людям) за себя и за дорогих именинниц. Смотрите же, приезжайте обедать. Вы меня обидите, mon cher. Душевно прошу вас от всего семейства, ma chere». Эти слова с одинаковым выражением на полном веселом и чисто выбритом лице и с одинаково крепким пожатием руки и повторяемыми короткими поклонами говорил он всем без исключения и изменения. Проводив одного гостя, граф возвращался к тому или той, которые еще были в гостиной; придвинув кресла и с видом человека, любящего и умеющего пожить, молодецки расставив ноги и положив на колена руки, он значительно покачивался, предлагал догадки о погоде, советовался о здоровье, иногда на русском, иногда на очень дурном, но самоуверенном французском языке, и снова с видом усталого, но твердого в исполнении обязанности человека шел провожать, оправляя редкие седые волосы на лысине, и опять звал обедать. Иногда, возвращаясь из передней, он заходил через цветочную и официантскую в большую мраморную залу, где накрывали стол на восемьдесят кувертов, и, глядя на официантов, носивших серебро и фарфор, расставлявших столы и развертывавших камчатные скатерти, подзывал к себе Дмитрия Васильевича, дворянина, занимавшегося всеми его делами, и говорил: «Ну, ну, Митенька, смотри, чтоб всё было хорошо. Так, так, – говорил он, с удовольствием оглядывая огромный раздвинутый стол. – Главное – сервировка. То то…» И он уходил, самодовольно вздыхая, опять в гостиную.
– Марья Львовна Карагина с дочерью! – басом доложил огромный графинин выездной лакей, входя в двери гостиной.
Графиня подумала и понюхала из золотой табакерки с портретом мужа.
– Замучили меня эти визиты, – сказала она. – Ну, уж ее последнюю приму. Чопорна очень. Проси, – сказала она лакею грустным голосом, как будто говорила: «ну, уж добивайте!»
Высокая, полная, с гордым видом дама с круглолицей улыбающейся дочкой, шумя платьями, вошли в гостиную.
«Chere comtesse, il y a si longtemps… elle a ete alitee la pauvre enfant… au bal des Razoumowsky… et la comtesse Apraksine… j'ai ete si heureuse…» [Дорогая графиня, как давно… она должна была пролежать в постеле, бедное дитя… на балу у Разумовских… и графиня Апраксина… была так счастлива…] послышались оживленные женские голоса, перебивая один другой и сливаясь с шумом платьев и передвиганием стульев. Начался тот разговор, который затевают ровно настолько, чтобы при первой паузе встать, зашуметь платьями, проговорить: «Je suis bien charmee; la sante de maman… et la comtesse Apraksine» [Я в восхищении; здоровье мамы… и графиня Апраксина] и, опять зашумев платьями, пройти в переднюю, надеть шубу или плащ и уехать. Разговор зашел о главной городской новости того времени – о болезни известного богача и красавца Екатерининского времени старого графа Безухого и о его незаконном сыне Пьере, который так неприлично вел себя на вечере у Анны Павловны Шерер.
– Я очень жалею бедного графа, – проговорила гостья, – здоровье его и так плохо, а теперь это огорченье от сына, это его убьет!
– Что такое? – спросила графиня, как будто не зная, о чем говорит гостья, хотя она раз пятнадцать уже слышала причину огорчения графа Безухого.
– Вот нынешнее воспитание! Еще за границей, – проговорила гостья, – этот молодой человек предоставлен был самому себе, и теперь в Петербурге, говорят, он такие ужасы наделал, что его с полицией выслали оттуда.
– Скажите! – сказала графиня.
– Он дурно выбирал свои знакомства, – вмешалась княгиня Анна Михайловна. – Сын князя Василия, он и один Долохов, они, говорят, Бог знает что делали. И оба пострадали. Долохов разжалован в солдаты, а сын Безухого выслан в Москву. Анатоля Курагина – того отец как то замял. Но выслали таки из Петербурга.
– Да что, бишь, они сделали? – спросила графиня.
– Это совершенные разбойники, особенно Долохов, – говорила гостья. – Он сын Марьи Ивановны Долоховой, такой почтенной дамы, и что же? Можете себе представить: они втроем достали где то медведя, посадили с собой в карету и повезли к актрисам. Прибежала полиция их унимать. Они поймали квартального и привязали его спина со спиной к медведю и пустили медведя в Мойку; медведь плавает, а квартальный на нем.
– Хороша, ma chere, фигура квартального, – закричал граф, помирая со смеху.
– Ах, ужас какой! Чему тут смеяться, граф?
