Detectada la mayor cantidad de antimateria en el espacio

Detectada la mayor cantidad de antimateria en el espacio 
El equipo del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), un potente detector acoplado a la Estación Espacial Internacional, ha anunciado hoy en el CERN que han medido un exceso de 400.000 positrones, el mayor número de partículas de antimateria registrado hasta ahora en el espacio. La duda es si proceden de colisiones entre partículas de materia oscura o de los púlsares, estrellas de neutrones que emiten radiación.

Los primeros resultados sobre la búsqueda de materia oscura que el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS) está efectuando desde la Estación Espacial Internacional revelan un exceso de positrones –la antipartícula del electrón– en el flujo de rayos cósmicos.

El estudio se publicará en la revista Physical Review Letters, pero hoy el portavoz de la colaboración científica AMS, el profesor Samuel Ting, lo ha presentado en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN).

El exceso o pico de positrones hace referencia a su proporción respecto al número de electrones en determinadas franjas de energía. En concreto han aparecido 400.000 positrones con energías entre 0,5 y 350 gigalectronvoltios (GeV) entre los 25.000 millones de eventos registrados durante año y medio.

Esto representa la mayor colección de partículas de antimateria registrada hasta ahora en el espacio. La fracción de positrones se incrementa desde los 10 a los 250 GeV, y los datos no muestran variaciones significativas a lo largo del tiempo ni muestran una dirección de entrada preferente.

"Se trata de la más precisa medición del flujo de positrones de rayos cósmicos hasta la fecha”, destaca Ting, quien confía en que durante los próximos meses “AMS sea capaz de concluir si estos positrones son una señal de la materia oscura o si tienen otro origen".

Los rayos cósmicos se cargan de partículas de alta energía que permean el espacio. El exceso de antimateria en estos rayos se observó por primera vez hace dos décadas, y hasta ahora se han planteado dos hipótesis sobre su origen.

¿Materia oscura o púlsar?

Una posibilidad, predicha por la teoría conocida como supersimetría, es que los positrones se producen cuando dos partículas de materia oscura colisionan y se aniquilan. La segunda hipótesis señala que los positrones proceden de púlsares, estrellas de neutrones distribuidas por todo el plano galáctico que emiten radiación de forma periódica.

Los datos de AMS son consistentes con el primer planteamiento, aunque tampoco descartan la segunda explicación. "Es el primer experimento para medir con un 1 % de precisión en el espacio, un nivel de exactitud que nos permitirá saber si nuestra observación de positrones actual tiene un origen en la materia oscura o un púlsar", dice Ting.

Las teorías de supersimetría también predicen un corte a altas energías por encima del rango de masas de las partículas de materia oscura, y esto aún no se ha observado. En los próximos años, AMS mejorará la precisión de la medición, y clarificará el comportamiento de la fracción de positrones a energías por encima de 250 GeV.

La materia oscura es uno de los misterios más importantes de la física actual. Representa más de un cuarto del equilibrio masa-energía del universo. Se puede observar indirectamente a través de su interacción con la materia visible, pero todavía no se ha detectado de forma directa.

Las búsquedas de materia oscura se llevan a cabo con experimentos en el espacio, como AMS, pero también en la Tierra con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN y dispositivos instalados en laboratorios subterráneos de diversas partes del mundo.

"El resultado de AMS es un gran ejemplo de la complementariedad de los experimentos en la Tierra y el espacio", comenta el director general del CERN, Rolf Heuer, quien confía en el trabajo conjunto para resolver el enigma de la materia oscura “en algún momento en los próximos pocos años".

En la colaboración AMS participa España a través del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).

CERN | SINC

Detectada la mayor cantidad de antimateria en el espacio

Detectada la mayor cantidad de antimateria en el espacio 
El equipo del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), un potente detector acoplado a la Estación Espacial Internacional, ha anunciado hoy en el CERN que han medido un exceso de 400.000 positrones, el mayor número de partículas de antimateria registrado hasta ahora en el espacio. La duda es si proceden de colisiones entre partículas de materia oscura o de los púlsares, estrellas de neutrones que emiten radiación.

Los primeros resultados sobre la búsqueda de materia oscura que el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS) está efectuando desde la Estación Espacial Internacional revelan un exceso de positrones –la antipartícula del electrón– en el flujo de rayos cósmicos.

El estudio se publicará en la revista Physical Review Letters, pero hoy el portavoz de la colaboración científica AMS, el profesor Samuel Ting, lo ha presentado en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN).

El exceso o pico de positrones hace referencia a su proporción respecto al número de electrones en determinadas franjas de energía. En concreto han aparecido 400.000 positrones con energías entre 0,5 y 350 gigalectronvoltios (GeV) entre los 25.000 millones de eventos registrados durante año y medio.

Esto representa la mayor colección de partículas de antimateria registrada hasta ahora en el espacio. La fracción de positrones se incrementa desde los 10 a los 250 GeV, y los datos no muestran variaciones significativas a lo largo del tiempo ni muestran una dirección de entrada preferente.

"Se trata de la más precisa medición del flujo de positrones de rayos cósmicos hasta la fecha”, destaca Ting, quien confía en que durante los próximos meses “AMS sea capaz de concluir si estos positrones son una señal de la materia oscura o si tienen otro origen".

Los rayos cósmicos se cargan de partículas de alta energía que permean el espacio. El exceso de antimateria en estos rayos se observó por primera vez hace dos décadas, y hasta ahora se han planteado dos hipótesis sobre su origen.

¿Materia oscura o púlsar?

Una posibilidad, predicha por la teoría conocida como supersimetría, es que los positrones se producen cuando dos partículas de materia oscura colisionan y se aniquilan. La segunda hipótesis señala que los positrones proceden de púlsares, estrellas de neutrones distribuidas por todo el plano galáctico que emiten radiación de forma periódica.

Los datos de AMS son consistentes con el primer planteamiento, aunque tampoco descartan la segunda explicación. "Es el primer experimento para medir con un 1 % de precisión en el espacio, un nivel de exactitud que nos permitirá saber si nuestra observación de positrones actual tiene un origen en la materia oscura o un púlsar", dice Ting.

Las teorías de supersimetría también predicen un corte a altas energías por encima del rango de masas de las partículas de materia oscura, y esto aún no se ha observado. En los próximos años, AMS mejorará la precisión de la medición, y clarificará el comportamiento de la fracción de positrones a energías por encima de 250 GeV.

La materia oscura es uno de los misterios más importantes de la física actual. Representa más de un cuarto del equilibrio masa-energía del universo. Se puede observar indirectamente a través de su interacción con la materia visible, pero todavía no se ha detectado de forma directa.

Las búsquedas de materia oscura se llevan a cabo con experimentos en el espacio, como AMS, pero también en la Tierra con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN y dispositivos instalados en laboratorios subterráneos de diversas partes del mundo.

"El resultado de AMS es un gran ejemplo de la complementariedad de los experimentos en la Tierra y el espacio", comenta el director general del CERN, Rolf Heuer, quien confía en el trabajo conjunto para resolver el enigma de la materia oscura “en algún momento en los próximos pocos años".

En la colaboración AMS participa España a través del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).

CERN | SINC

Las supernovas aceleran los protones de la radiación cósmica

Las supernovas aceleran los protones de la radiación cósmica 
La Tierra recibe constantemente el bombardeo de partículas que golpean las capas más exteriores de la atmósfera. Esta cascada de partículas o radiación cósmica está formada mayormente por protones procedentes de la Vía Láctea que llegan a una alta velocidad y con gran energía. Un estudio internacional con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) aporta por primera vez evidencias de que estos protones son acelerados durante las explosiones de estrellas masivas agotadas: las supernovas. Los resultados aparecen publicados en la revista Science.

Trabajos anteriores habían sugerido ya que el origen de estos rayos cósmicos se encontraba en los restos de la explosión de una estrella, los denominados “remanentes de supernova”, pero la prueba definitiva era difícil de obtener debido a que estas partículas son desviadas en su camino hacia la Tierra.

Los investigadores han dado ahora con la pista definitiva tras cuatro años, de 2008 a 2012, de observaciones con el Large Area Telescope del telescopio espacial Fermi, de la NASA. En concreto, han estudiado los remanentes de supernova IC 433 y W44. Ambos están ubicados en la Vía Láctea, el primero en la constelación de Géminis, a unos 5.000 años luz de la Tierra, y el segundo en la constelación del Águila, a 10.000 años luz de distancia.

Huellas en el espectro

“Cuando los protones acelerados se topan con el material interestelar, producen otro tipo de partículas denominadas piones, que además son neutrales, y que a su vez se degradan y pasan a convertirse en rayos gamma. El análisis de los datos del espectro de radiación gamma nos ha permitido detectar la huella característica de la degradación de estos piones, la cual conecta inequívocamente la emisión de rayos gamma con los protones acelerados en los remanentes de supernova”, explica la investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio Daniela Hadasch.

Si el hallazgo tiene importancia es porque hay múltiples procesos en el universo que producen la emisión de rayos gamma. Cuando esta radiación es captada por un telescopio, es complicado distinguir si ha sido causada por protones o electrones de alta energía.

Los investigadores esperan ahora determinar cómo se produce exactamente esa aceleración de la radiación cósmica en los restos de las supernovas y cuál es la energía que pueden alcanzar estas partículas.

CSIC

Página siguiente »