Le 19 mai, 2011, les astronautes ont utilisé un bras robotique télécommandé pour attacher près de 17, Charge utile de 1 000 livres sur le côté de la Station spatiale internationale. Cette charge utile était le spectromètre magnétique Alpha, ou AMS-02, une expérience internationale parrainée par le département américain de l'Énergie et la NASA.

L'AMS a été conçu pour détecter les rayons cosmiques, des particules et des noyaux hautement énergétiques qui bombardent la Terre depuis l'espace. Depuis son installation, AMS a collecté des données sur plus de 90 milliards d'événements de rayons cosmiques, le chef de l'expérience Sam Ting a rapporté aujourd'hui lors d'un colloque au siège de l'expérience, Centre de recherche européen du CERN.

Ting, lauréat du prix Nobel et professeur de physique Thomas Dudley Cabot au Massachusetts Institute of Technology, a partagé un mélange de résultats nouveaux et récents au cours de son discours. Ensemble, ils ont énoncé le message persistant de l'expérience AMS :nous avons encore beaucoup à apprendre des rayons cosmiques.

Pour un, les rayons cosmiques pourraient nous renseigner sur le déséquilibre entre la matière et l'antimatière dans l'univers.

Parce que les particules de matière et d'antimatière sont créées par paires, les scientifiques pensent que le Big Bang aurait dû produire la moitié de chacun. Mais ces partenaires égaux se seraient annihilés l'un l'autre, et nous n'existerions pas.

La théorie généralement acceptée est que ce déséquilibre s'est produit grâce à des processus dans le très jeune univers qui favorisent la matière par rapport à l'antimatière. Mais une idée alternative est qu'une grande quantité d'antimatière est toujours là; il n'a tout simplement pas eu la chance d'entrer en collision avec notre univers rempli de matière.

Un indice que c'est le cas serait de trouver un noyau d'antimatière dans la nature.

Avec la quantité négligeable d'antimatière qui existe dans notre univers, "il est presque impossible de faire quelque chose de plus gros qu'un proton, ", déclare le chercheur principal adjoint de l'AMS, Mike Capell du MIT. "Il n'est pas très probable que l'antimatière entre en collision avec un noyau d'antihélium ou d'anticarbone."

Les scientifiques d'AMS ne prétendent pas avoir détecté de l'antihélium, mais ils ont annoncé qu'ils n'avaient pas exclu "quelques" événements candidats.

"Compte tenu du succès du modèle cosmologique standard et de l'absence de rayons gamma aux interfaces matière-antimatière hypothétiques, Je pense qu'il est très peu plausible qu'il y ait des galaxies entières faites d'antimatière, " dit l'astrophysicien théoricien Roger Blandford de l'Institut Kavli d'astrophysique des particules et de cosmologie, un institut conjoint de l'Université de Stanford et du SLAC National Accelerator Laboratory. "Mais c'est le genre d'enquête qui pourrait encore nous donner une découverte surprenante."

Les rayons cosmiques pourraient aussi nous dire quelque chose sur la matière noire, qui n'a jamais été détecté directement.

Les rayons cosmiques peuvent être constitués d'une variété de particules, tels que les électrons ou leurs homologues de l'antimatière, positrons. Dans les mesures précédentes, AMS a détecté un nombre surprenant de positrons sur l'extrémité supérieure de sa gamme d'énergie. Il est possible que des collisions entre particules de matière noire aient créé cet excès de particules d'antimatière.

Une analyse mise à jour, celle-ci utilisant presque le double du nombre d'électrons et de positons, continue de montrer cet excès. Mais la matière noire n'est pas la seule cause possible, dit Blandford.

"Une interprétation est que l'on voit l'annihilation des particules de matière noire, ", dit-il. "Mais il pourrait y avoir des explications tout aussi raisonnables associées à l'astrophysique traditionnelle qui pourraient faire le même type de signal."

Les pulsars sont une source alternative particulièrement difficile à exclure. Mais les scientifiques d'AMS prévoient de collecter suffisamment de données pour mieux distinguer les modèles d'ici 2024, Ting a déclaré dans sa présentation.

Les rayons cosmiques pourraient nous renseigner sur leur histoire.

Alors que les particules des rayons cosmiques approchent de la vitesse de la lumière, le temps ralentit effectivement pour eux, comme Albert Einstein l'avait prédit dans sa théorie de la relativité. Nous pouvons voir des preuves de dilatation du temps dans les durées de vie prolongées des particules voyageant près de la vitesse de la lumière.

Dans un prochain résultat de l'AMS, les scientifiques examinent à quel point les durées de vie des isotopes du béryllium s'étendent lorsqu'ils voyagent dans les rayons cosmiques. Sur la base de cette mesure, ils estiment que les rayons cosmiques que nous voyons dans notre galaxie ont environ 12 millions d'années.

Les rayons cosmiques pourraient nous dire ce qu'ils vivent lors de leur voyage sur Terre.

L'observation et la théorie ont du chemin à parcourir dans ce domaine, dit Blandford. "Ce sont à la fois des travaux en cours et, malgré de grandes avancées, nous ne comprenons toujours pas comment les rayons cosmiques se propagent de leurs sources - principalement des restes de supernova - à la terre."

Lorsque les rayons cosmiques entrent en collision, ils peuvent produire des rayons cosmiques secondaires, qui sont constitués de différents ingrédients. Dans un résultat récemment publié étudiant le rapport du bore (présent uniquement dans les rayons cosmiques secondaires) au carbone (présent dans les rayons cosmiques primaires) à différentes énergies, Les scientifiques d'AMS ont trouvé des preuves possibles de turbulences sur le trajet des rayons cosmiques vers notre planète, mais rien qui expliquerait l'excès de positons.

Finalement, les rayons cosmiques pourraient nous dire que nous ne savons pas ce que nous pensons savoir.

Dans une analyse inédite, Les scientifiques d'AMS ont découvert que leurs mesures des spectres et des rapports de différents noyaux - protons, lithium et hélium—ne correspondaient pas bien aux prédictions. Cela pourrait signifier que les hypothèses des scientifiques sur les rayons cosmiques doivent être réexaminées.

Les scientifiques d'AMS veulent y contribuer. Ils prévoient de collecter des données sur des centaines de milliards de rayons cosmiques primaires dans les années à venir alors que leur expérience poursuit son orbite à environ 240 milles au-dessus de la Terre.