Záhadný objev antihmoty na ISS vyvolává nové radikální teorie

Neoficiální zprávy o nárazu 10 jader antihelia do Mezinárodní vesmírné stanice inspirovaly teoretické fyziky ke spekulacím přesahujícím naše současné modely a hledání vysvětlení.

Ačkoli se malá hrstka kosmických částic může zdát banální, podpis antiheliové spršky je natolik zvláštní, že vědci začali událost považovat za dešťovou bouři na odlehlé poušti. Vědci z kanadského Perimeter Institute for Theoretical Physics a americké Johns Hopkins University ve své nedávno zveřejněné analýze předkládají argumenty pro úvahy o fyzice mimo v současnosti uznávaný standardní model a jdou dokonce tak daleko, že naznačují, že by mohlo jít o temnou hmotu.

Od roku 2011 je na palubě Mezinárodní vesmírné stanice umístěn Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), který v tichosti zaznamenal více než 200 miliard případů kosmického záření. Zatímco většina z nich byly běžné částice, které byly vysokou rychlostí vykopnuty přes obrovské vzdálenosti vesmíru, nepublikované zprávy naznačují, že deset z nich bylo něco jiného než typické částice, které se skládaly z párů antiprotonů přilepených k jednomu nebo dvěma antineutronům.

Každá základní částice „obyčejné“ hmoty, jako jsou elektrony, neutrina a kvarky, má odpovídající protějšek se stejnými vlastnostmi, ale opačným nábojem: antičástici. Teoreticky by se antičástice, jako jsou pozitrony, antineutrina a antikvarky, měly vynořit z pece velkého třesku ve víceméně stejném množství jako elektrony a neutrina a kvarky a rychle se vzájemně vyrušit v chuchvalci gama záření.

Skutečnost, že vesmír se skládá z mnohem více než z rozpínající se záře elektromagnetického záření, naznačuje, že rovnováze prvotní hmoty a antihmoty tak docela nerozumíme. Stejně jako je možné vytlačit jemnou mlhu antihmoty pomocí urychlovačů částic zde na Zemi, příroda pokračuje ve vylučování antiprotonů a antineutronů v kataklyzmatických vysokoenergetických událostech. Část z nich dokonce unikne, aby přežila anihilaci, a občas se srazí s detektory zde na Zemi.

Údajné detekce AMS-02 se týkaly antiprotonů a antineutronů ve formě jader antihelia – vzácného spojení, které by vyžadovalo, aby se antičástice pohybovaly pomalu a byly hustě nabalené, aby měly subatomární částice šanci se spojit. Zajímavé je, že na každé jádro antihelia se dvěma antineutrony, izotop nazývaný antihelium-4, připadala dvě jádra s jedním antineutronem: antihelium-3. Spoléhajíce se pouze na zavedené fyzikální poznatky, vědci došli k nejlepšímu naměřenému poměru izotopů 10 000 ku jedné.

Ať už obě verze izotopu antihmoty vytvořilo cokoli a vyslalo je naším směrem, nebylo to tak rozlišující ve velikosti antihelia jako známé procesy, což naznačuje, že počáteční podmínky vyžadovaly, aby se subatomární stavební kameny před vyvržením pohybovaly neuvěřitelně pomalu. Jedna z možností by mohla zahrnovat rozpad v současnosti neznámé částice, která by se dokonce mohla kvalifikovat jako temná hmota. I kdyby taková částice existovala, zůstává otázkou, jak se stalo, že letí vesmírem zlomkem rychlosti světla.

Vědci se domnívají, že neuvěřitelně horká, rychle se rozpínající koncentrace plazmatu složená ze známých částic by právě mohla poskytnout jak kopanec, tak správný poměr jader antihelia. Ačkoli takové „ohnivé koule“ nebyly nikdy pozorovány, mohly by se objevit při srážkách mezi hmotami temné hmoty, které obsahují dostatečné množství antikvarků.

Druhý možný scénář zahrnuje takzvané „temné trpaslíky“. Tyto hypotetické koule temných fotonů, temných elektronů a temných neutronů by se také mohly srážet a vytvářet podmínky, za kterých by právě mohlo docházet k emisi antihelia v měřených poměrech. Ani jeden z těchto modelů nebyl plně propracován, sestává ze složité dynamiky, která ponechává mnoho prostoru pro diskusi o možných detailech. A to je jen fyzika, o které víme – samotná temná hmota ještě nebyla potvrzena jako hmotný jev, natož aby byla pochopena.

Přesto by se v matematice i takovýchto vysoce spekulativních modelů mohly skrývat zárodky objevů, které by mohly proměnit další nečekaná měření v ohnivé koule stvoření generované srážkou temnoty. S dalšími šesti lety provozu by AMS-02 mohla ještě shromáždit data, která poskytnou další pohled na původ této bizarní antiheliové spršky.

Nebo by mohla potvrdit, že něco nečekaného v dalekém vesmíru vytváří atomy antihmoty, které se nám posmívají ze stínů.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: livescience.com, journals.aps.org