Алфа-магнитният спектрометър в Космоса. Илюстрация: НАСА

Една от последните големи задачи поставени пред програмата на Международната космическа станция  ще бъде доставянето в орбита на един уникален уред - Алфа-магнитния спектометър (AMS - Alpha Magnetic Spectrometer) – устройство, струващо 1.5 милиарда долара, от което се очаква да открие галактики, съставени изцяло от антиматерия. Сред другите амбициозни задачи пред AMS е и откриването и изследването на тъмна материя, за което e-vestnik вече писа (повече тук).

AMS ще търси  и теоретично предсказаните стрейнджлети (повече тук), които би трябвало да изграждат една свръхплътна форма на веществото, состояща се от “странни кварки”. Именно стрейнджлетите бяха в основата на всички апокалиптични прогнози, че едва ли не Земята ще изчезне по време на работата на Големия адронен ускорител.

Самюел Тинг. Снимка: МИТ

Досега никому не се е отдало да “открие” подобни  форми на материята, но принципно  тяхното съществуване би могло да се наблюдава чрез вторични признаци – високоенергетичните космически лъчи, които могат да бъдат уловени  от AMS. Бащата на устройството, Нобеловия лауреат Самюел Тинг от Масачузетския технологичен институт, твърди - “За първи път космическите лъчи ще бъдат изследвани с достатъчна точност. Стъпваме на съвършено непозната територия и можем да очакваме открития, които да надхвърлят всичко, което можем да си представим.”

Той може да се окаже напълно прав, защото радиотелескопите и инфрачервените телескопи откриха  явления, които никой преди това не бе наблюдавал във видимия спектър  на космическите лъчи и съответно  никой не бе успял да ги предскаже. Самият алфа-магнитен спектрометър е сравним с мощните ускорители на частици, защото използва подобен подход. В него траекториите на движение на частиците се променят под въздействието на мощно външно магнитно поле, след което попападат в чувствителен детектор. Или на практика превръщат уреда в универсален детектор на частици.

Алфа-магнитният спектрометър. Снимка: НАСА

Един от техническите проблеми пред осъществяването на проекта  бе това, че е необходим изключително мощен суперкомпютър, който да следи  масата, енергията, заряда и другите  характеристики на частиците. В крайна сметка се оказа по евтино НАСА да монтира такъв компютър вътре в самия спектрометър, вместо да разчита на препращане на данните на Земята. Разликата между ускорителите на Земята и AMS е, че земните ускорители ускоряват частиците до огромна скорост и регистрират какво се случва при техния сблъсък, докато  AMS регистрира непосредствено частиците, идващи от дълбокия космос.

И тук се появявява  надеждата да бъде разбулена мистерията на антиматерията. Големият въпрос относно  антиматерията е, че на теория материята и антиматерията във Вселената би трябвало да е равномерно разпределена. Няма никаква причина да наблюдаваме в изобилие “нормална” материя, но не и антиматерия, както е в момента. Остават два разумни варианта – или антиматерията по някакъв начин се е “изпарила” с времето, или поради някаква причина тя не е наблюдаема във видимата част на Вселената, иначе би трябвало да регистрираме мощни рентгенови лъчения, следствие от сблъсъка на материя и антиматерия (анихилация).

Чисто теоретично няма пречки антиматерията да съществува и някъде съвсем наблизо по космическите мерки, но вероятността за това е съвсем малка. “Ако открием дори един атом анти-хелий, то можем с голяма доза увереност да кажем, че той идва от област във Вселената, която е много-много отдалечена. Ако това не се случи, то ще означава че в рамките на 1000 мегапарсека – границите на наблюдаемата Вселена – не съществуват галактики от антиматерия.”, казва Тинг.

Всъщност може да се окаже, че експериментът AMS ще повдигне повече въпроси, отколкото отговори. Защото независимо дали уредът ще открие или няма да открие антиматерия, фундаменталните въпроси свързани с антиматерията, тъмната материя и тъмната енергия си остават.