12.09.2008, 00:00
Tumeda aine jäljed üles võetud
Kosmoloogid ja füüsikud on elevil: Maa ümber tiirutav tehiskaaslane on vist avastanud universumit täitva salapärase tumeda aine jäljed.
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.