Валентин Урбан: aby se napít, známky a extáze Голосов: 1 Адрес блога: http://dubva1.livejournal.com/ Добавлен: 2008-08-04 10:21:30 блограйдером pinker

Огромные надежды на большой инструмент

2011-11-20 12:24:03 (читать в оригинале)

В дальнейшем году на орбиту отправится уникальный научный инструмент, который займется поиском дальних галактик, полностью состоящих из антивещества.





Программка полетов американских шаттлов заканчивается. Запланировано около полутора 10-ов стартов, за которые NASA хочет окончить 12-летнюю эпопею строительства орбитальной станции, и на этом миссия «космических челноков» будет выполнена. Практически, осталась одна очень суровая задачка. Для решения ее конгрессу пришлось в 2008 г. выпустить отдельный акт, по которому шаттл в 2010 г. выполнит очередной особый полет и доставит на МКС уникальный инструмент AMS (Alpha Magnetic Spectrometer, «Альфа-магнитный спектрометр»), создание которого обошлось – вы не поверите – в 1,5 миллиардов баксов. Основная его цель тоже поражает: поиск галактик, полностью состоящих из антивещества.

Кроме того, есть у AMS и другие более интереснейшие задачки. Он изучит черную материю, субстанцию, которая, как считается, отвечает за более чем 83% массы Вселенной, но совсем не наблюдается и проявляет себя только по гравитационному взаимодействию с обыкновенной материей.

Еще одна цель работы AMS – поиск странжелетов, на теоретическом уровне предсказанной сверхплотной формы вещества, состоящей из странноватых кварков. Кстати, конкретно странжелеты были одной из возможных угроз работы Огромного Адронного Коллайдера, на которую указывали некие мнительные люди (мы все их разбирали в заметке «Суд над частицами»).

Все эти экзотичные формы существования вещества могут быть изучены по вторичным признакам – высокоэнергетическим галлактическим лучам, которые они испускают и которые как раз улавливаются сенсором AMS. «Космические лучи в первый раз будут изучены с достаточной точностью, - подчеркивает Нобелевский лауреат по физике Самуэль Тин (Samuel Ting), который курирует проект начиная с его проектирования, которое началось практически 15 годов назад.

Вобщем, антиматерия, черная материя, странжелеты – все это явления, о которых чего-нибудть да понятно. Но история учит нас, что самые достойные внимания открытия могут придти с той стороны, откуда никто не мог ждать. Как радио- и инфракрасные телескопы открыли совсем новые, не проявляющиеся в видимом диапазоне галлактические явления, так и AMS полностью способен открыть новейшую страничку в исследовании космоса. «Мы вступаем на совсем неисследованную местность, - гласит Тин, - И можно ждать открытий, которые превосходят все, что мы способны вообразить».

Сам ученый нередко ассоциирует AMS с сильными ускорителями частиц – такими, как работающий в центре CERN в Швейцарии (читайте о нем: «Властелин колец»). Очевидно, эти инструменты не созданы для работы с галлактическими лучами, их задачка – разгонять простые частички до неописуемых скоростей и сталкивать их, исследуя все, что при всем этом происходит: выброс излучения, возникновение новых частиц и т.д.. Но AMS употребляет приблизительно тот же подход. В нем также траектории перемещения простых частиц изменяются под воздействием массивного наружного магнитного поля, и потом попадают на чувствительный сенсор. «По сущности, - разъясняет Самуэль Тин, - AMS – это универсальный сенсор частиц, запущенный в космос».

Чтоб обсчитать собранные таким макаром данные требуется сила самых массивных суперкомпьютеров, способных вывести массы, энергии, заряды и другие свойства частиц. Пересылать весь колоссальный массив инфы на Землю очень затратно, и суперкомпьютер пришлось монтировать прямо на борту AMS. Поэтому-то прибор и будет работать на борту МКС, а не в качестве самостоятельного спутника: он очень тяжел и просит очень много энергии. 650 его микропроцессоров и другие системы потребляют 2,5 КВт энергии, что находится за пределами способностей обыденных солнечных батарей, но полностью по плечу 100-киловаттной энергосистеме орбитальной станции.

Вобщем, от подземных сенсоров частиц AMS отличают два принципиальных момента. Во-1-х, он практикуется на работе с частичками очень томными и высокоэнергетическими для обыденных сенсоров. Даже Большой Адронный Коллайдер (кстати, все об этом поразительном инструменте – от науки до песен – можно отыскать в нашей статье «Пока не случился БАК») способен работать с частичками, совокупная энергия которых добивается 7 ТэВ. А энергия частиц галлактических лучей может достигать 100 млн ТэВ и даже выше. 2-ая разница заключается в том, что обычно ускорители разгоняют и сталкивают частички, чтоб по результатам столкновения судить об начальных частичках. А AMS конкретно улавливает частички, прилетающие из космоса.

Для чего же все это необходимо? Возьмем хотя бы то же антивещество. Тут издавна существует и пока не отыскала окончательного разъяснения такая неувязка. Самые кропотливые расчеты по теории Огромного Взрыва демонстрируют, что антиматерии и материи во Вселенной должно было показаться, в общем-то, однообразное количество. Нет обстоятельств тому, чтоб материя появилась в обилии, а антиматерия оказалась кое-чем экзотичным – но ведь конкретно так обстоит дело в реальности. Выходит, за прошедшее с того времени время антивещество куда-то «испарилось»? Либо оно по некий причине не видна в наблюдаемой части Вселенной, по другому мы бы нередко лицезрели следы его взаимодействия с обыкновенной материей – аннигиляции, которая сопровождается сильными выбросами рентгеновских лучей.

Вправду, одна из гипотез подразумевает, что львиная толика антивещества образовала кое-где далековато от нас собственные галактики, совершенно как обыденные, только полностью состоящие из антивещества. Более того, так как антивещество «зрительно», по излучению ничем не отличается от обыкновенной материи, мы просто не можем сказать, не из нее ли состоит та либо другая дальная галактика. Зато сказать сумеет AMS, способный различить антивещество по создаваемым им галлактическим лучам.

Стоит сказать, что на теоретическом уровне антивещество может порождаться и неподалеку от нас – скажем, как итог взаимодействия частиц тех же галлактических лучей. Но возможность такового действия настолько мала, что если сенсор AMS увидит в их хотя бы один атом анти-гелия, можно будет с уверенностью сказать, что он появился не тут, а далековато, в области Вселенной, где доминирует анти-вещество. Если же подобного не случится, то, по словам Самуэля Тина, «мы будем знать, что в границах 1000 мегапарсек – другими словами, практически до границ наблюдаемой Вселенной – галактик из антивещества нет».

Читайте подробнее об антивеществе: «Кривое зеркало мира» и даже о имеющихся планах сотворения мотора, работающего на нем: «Антиматерия в упряжке».

По сообщению NASA