Grupa fizyków z Karlsruhe pod kierownictwem profesora Wima de Boera ogłosiła wyniki ciekawej analizy dającej pośredni dowód na istnienie supersymetrycznej ciemnej materii.

Pomysł polegał na użyciu wszystkich najlepszych i najdokładniejszych pomiarów promieniowania kosmicznego oraz najlepszych z dotychczas stworzonych modeli propagacji promieni kosmicznych wewnątrz Galaktyki.

Kluczowe okazało się wykorzystanie najnowszych rezultatów pomiaru tła mikrofalowego (z satelity WMAP) oraz pomiarów tzw. stosunku B/C, czyli ilości jąder boru do ilości jąder węgla w promieniowaniu kosmicznym (bor jest praktycznie produkowany tylko w oddziaływaniach wtórnych, a węgiel w oddziaływaniach pierwotnych, co pozwala stwierdzić jak bardzo oddziaływania wtórne, np. z gazem międzygwiazdowym, zakłócają pomiary ilości innych składników promieniowania kosmicznego).

Następnie autorzy wykorzystali znany fakt nadmiaru strumienia pozytronów, antyprotonów i fotonów gamma w stosunku do oczekiwanego z obliczeń modelowych i pokazali że nadmiar ten można wytłumaczyć obecnością w Galaktyce hala supersymetrycznej ciemnej materii.

Modele z supersymetryczną ciemną materią pasują do wyników pomiarów około 108 razy bardziej niż modele tej materii nie uwzględniające. W języku fizyków oznacza to statystycznie bardzo silny efekt i gdyby nie to, że analiza dotyczy detekcji pośredniej, to pewnie mówiłoby się o odkryciu.

Opisywana analiza dostarczyła także pewnych informacji na temat natury ciemnej materii a szczególnie tego, jak chętnie ona oddziałuje (teorie przewidują że ciemna materia oddziałuje jeszcze mniej chętnie niż neutrina). Wydaje się że eksperymenty następnej generacji poszukujące bezpośrednich oddziaływań ciemniej materii ze zwykła materią (EDELWEISS 2, ZEPLIN 4), będą już wystarczająco czułe żeby zaobserwować pierwszy sygnał.

Wyniki są jednak jeszcze bardziej optymistyczne dla nowych teleskopów gamma (jak naziemny HESS czy kosmiczne: GLAST oraz AMS) które powinny być w stanie zaobserwować charakterystyczne promieniowanie gamma pochodzące z zagęszczenia ciemnej materii znajdującego się w centrum Galaktyki.

Wyniki grupy z Karlsruhe to niewątpliwie jeden z najciekawszych wyników ogłoszonych na tegorocznych konferencjach.

Za przygotowanie artykułu serdecznie dziękujemy panu Mariuszowi SapińskiemuInstitut National de Physique Nucleaire et de Physique des Particules.

Gwoli wyjaśnienienia chcielibyśmy dodać od siebie, że teorie supersymetryczne przewidują, że każda ze znanych cząstek w teoriach cząstek elementarnych posiada własnego “superpartnera”. Cząstki te nie zostały jeszcze bezpośrednio wykryte.

Autor

Michał Matraszek