Een experiment op het ISS heeft deeltjes gemeten die de weg kunnen wijzen naar de oplossing van het donkere-materie-probleem.
Donkere materie heet het: de materie die we niet kunnen zien, maar die via zijn zwaartekracht wel invloed uitoefent op het heelal – en die bij elkaar meer dan vijf keer zoveel weegt als de materie die we wél kunnen zien. Waar donkere materie uit bestaat, is nog een mysterie. De eerste resultaten van het experiment AMS, die gisteren werden gepresenteerd, vormen misschien een hint richting de oplossing.
Neutralino’s
AMS, voluit de Alpha Magnetic Spectrometer, werd in mei 2011 met spaceshuttle Endeavour naar het ISS gebracht, om daar te worden geïnstalleerd aan de buitenkant van het ruimtestation (zie foto). Sindsdien meet het experiment kosmische stralen: deeltjes met hoge energie, afkomstig uit het heelal. Daarbij gaat het voornamelijk om vrij normale deeltjes: protonen en heliumkernen. Maar tussen de 25 miljard geregistreerde deeltjes, zo maakte AMS-initiatiefnemer en Nobelprijswinnaar Sam Ting gisteren bekend, bevonden zich ook zo’n 400.000 positronen: de positief geladen antideeltjes van de negatief geladen elektronen.
Sowieso vormen die 400.000 positronen de grootste verzameling antideeltjes die ooit in de ruimte is waargenomen. Maar ze zijn vooral interessant omdat het er meer zijn dan je op basis van de gebruikelijke processen zou verwachten. Dit overschot is mogelijk geproduceerd door een van de deeltjes die het donkere-materie-probleem zouden kunnen oplossen: neutralino’s. Deze deeltjes zouden namelijk elkaar kunnen vernietigen, waarbij elektronen en positronen zouden ontstaan.
Smoking gun?
Helaas is het nog veel te vroeg om te roepen dat het donkere-materie-probleem hiermee is opgelost. Het is goed voorstelbaar dat het gemeten overschot aan positronen is ontstaan bij een of ander ‘normaal’ astronomisch verschijnsel. Volgens Ting zou de komende maanden duidelijk moeten worden of dat laatste het geval is, of dat we hier te maken hebben met een smoking gun van een van de meest veelbelovende donkere-materie-kandidaten.
Andere fysici zijn sceptisch. “Het is absoluut onmogelijk dat deze positronmetingen ons een betrouwbaar bewijs gaan opleveren voor donkere materie”, blogt bijvoorbeeld de Franse deeltjesfysicus Jester. “Niet nu, en niet in de nabije toekomst. We hebben simpelweg geen robuuste manier om een donkere-materie-signaal te onderscheiden van een saaie, astrofysische achtergrond.” Ook theoretisch natuurkundige Matt Strassler waarschuwt zijn lezers om niet al te veel waarde toe te kennen aan de aankondiging van Ting: “We zijn nu niet dichter bij het vinden van donkere materie dan vorige week. Elke claim die het tegendeel beweert, is het gevolg van wetenschappers die hun resultaten aandikken.”
Kortom: we houden het op een door AMS gemeten overschot aan positronen, dat het gevolg zou kunnen zijn van deeltjes die het donkere-materie-probleem zouden oplossen. De claim dat we binnenkort uitsluitsel mogen verwachten, is voor rekening van Ting.
Bronnen: CERN (1), CERN (2), ScienceNOW, RésonAAnces, Of Particular Significance