Tumeda aine jäljed üles võetud
Energilised antielektronid ehk positronid, mille Itaalia-Saksa-Rootsi-Vene satelliit PAMELA maailmaruumist leidis, võivad olla tekkinud tumeda aine osakeste lagunemisel. Kui nii, siis annavad nad esmakordset vaatluslikku aimu sellest, millest ikkagi koosneb see arvatav viiendik kogu universumi ollusest, mille avastamises olid 1970. aastatel osalised ka Eesti teadlased eesotsas Jaan Einastoga.
Teave PAMELA avastusest on veel mitteametlik, sest ajakiri Nature kavatseb asjakohase artikli avaldada alles mõne nädala pärast. Kuid uurimistööga seotud teadlased on tulemustest rääkinud paaril rahvusvahelisel konverentsil.
Mirko Boezio Itaalia riiklikust tuumafüüsika instituudist avaldas augustis Philadelphias toimunud konverentsil arvamust, et nähtud positronid (elektroni antiosakesed: sama massi, kuid vastasmärgilise laenguga) võivad tekkida tumeda aine osakeste kokkupõrkel ja vastastikusel hävingul. Teooria järgi võiksid tumeda aine osakesed muunduda kokkupõrkel just nähtavaks aineks, sealhulgas positronideks.
Prantsusmaal teoreetilise füüsika instituudis töötav Marco Cirelli ja Pisa ülikooli füüsik Alessandro Strumia leiavad internetis avaldatud eelretsenseerimata artiklis, et PAMELA avastus on kooskõlas niinimetatud minimaalse tumeda aine mudeliga, mille järgi tumeda aine osakesed on umbes kümme tuhat korda raskemad kui aatomituumaosake prooton. (Minimaalne on mudel sellepärast, et muudab üldtunnustatud ja hästi töötavat elementaarosakeste teooriat, standardmudelit võimalikult vähe.)
"Praegu on kõige huvitavam aeg, sest tegu on alles esialgsete tulemustega," ütleb osakestefüüsik Martti Raidal Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudist. "Aasta või paari pärast võib juba uuesti küsida, mis sellest on saanud, kas avastus leidis kinnitust või mitte, ja kui leidis kinnitust, siis mida me nüüd uut teame. Aga praegu on töine hetk, mil peab hakkama mõtlema ja võib-olla teatud loodusseadusi ümber kirjutama."
Eesti teadlased rahvusvahelises eksperimendis küll ise ei osale, kuid kavatsevad selle tulemusi oma teooriaalases töös kindlasti kasutada.
Tumeda aine mõistmine võib tuua selgust näiteks niinimetatud supersümmeetria teooriasse, standardmudeli edasiarendusse, mis muuseas aitab meie maailmapilti sobitada Higgsi osakest. Aga Higgsi osake, mida just praegu Genfi lähedal käivitunud suures tuumaosakeste põrgutis avastada loodetakse, aitaks seletada, miks on ainel üldse mass.
Tumedat ainet ei ole kunagi otseselt vaadeldud, aga selle olemasolus ollakse veendunud, sest see avaldab nähtavale ainele selget gravitatsioonilist toimet - hoiab galaktikaid ja galaktikaparvi laiali pudenemast. Arvutuste järgi moodustab tavaline, nähtav aine, millest koosnevad aatomid, tähed, planeedid ja meie teiega, umbes neli protsenti kogu universumis leiduvast ainesest. Tumedat ainet on 22 protsenti ning ülejäänu moodustab veel eriti mõistatusliku loomusega tume energia.
"Teame ligi 30 aastat, et elame universumis, mille kohta me ei tea, millest ta koosneb," ütles Raidal.
Kuigi PAMELA andmed ja nende tõlgendamine pakuvad palju põnevust, on asjaga seotud teadlased ise veel üsna ettevaatlikud ega välista, et tulemused võivad mingite korrektsioonide või kalibreeringute tagajärjel ka muutuda. Astronoomidki peaksid ehk hoolega järele kontrollima, ega mitte mõned tavalised positronide allikad, näiteks supernoovad, ole juhuslikult neid osakesi ilmaruumi teele saatnud.
