Nach einigen Verzögerungen ist das Endeavour-Shuttle diese Woche endlich zur ISS aufgebrochen. Die Hauptaufgabe des letzten Flugs der Geschichte besteht darin, ein leistungsstarkes wissenschaftliches Instrument in die Umlaufbahn zu bringen, um die „dunkle Seite des Universums“zu untersuchen.
Endeavour Kommandant Mark Kelly und Professor Sam Tin im Cape Canaveral Space Center
Wir sprechen über das Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), das laut optimistischen Wissenschaftlern der Wissenschaft den gleichen Durchbruch bei der Untersuchung von kosmischer Strahlung, Antimaterie und Dunkler Materie verschaffen kann, der einst die Beobachtungen von das umlaufende Hubble-Teleskop in optischer Reichweite.
Es ist interessant, dass die erste Version des Spektrometers in den letzten Jahren des letzten Jahrhunderts an der russischen Mir-Station arbeitete. Das neue AMS-02 ist tausendmal empfindlicher geworden. Das Gerät besteht aus einem 2-Tonnen-Magnetring und einem Satz hochempfindlicher Detektoren zur Detektion und Charakterisierung physikalischer Partikel. Alles wiegt fast 7 Tonnen und wird auf der Außenfläche des amerikanischen Segments der ISS installiert. Laut dem Nobelpreisträger Sam Ting (Sam Ting), der an der Schaffung und dem Betrieb des AMS beteiligt ist, "müssen die Astronauten auf der Orbitalstation arbeiten, aber die Arbeit wird nicht langweilig." Der Betrieb des Spektrometers selbst wird von der Erde aus gesteuert.
Seine erste Aufgabe wird es sein, die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung zu untersuchen, freie Teilchen, die in den Weiten des Universums geboren und auf kolossale Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Das Verh alten und die Entstehung von Teilchen mit solch hohen Energien ist hochinteressant, denn selbst die leistungsstärksten modernen Beschleuniger können sie nicht so stark beschleunigen. „Egal, wie groß der Beschleuniger ist, den man baut“, fügt Professor Ting hinzu, „mit dem Universum selbst kann man nicht konkurrieren.“Zum Beispiel ist die Obergrenze der im berüchtigten LHC dispergierten Partikel (über die wir in der Notiz „Before the LHC passierte“geschrieben haben) vergleichbar mit der Energie einer fliegenden Mücke; und für eingefangene Teilchen kosmischer Strahlung - mit der Energie eines rauschenden Baseballs.
Ein weiteres interessantes Problem, dem sich AMS-02 widmen wird, ist das Problem der Antimaterie. Die Theorie legt nahe, dass zur Zeit des Urknalls Materie und Antimaterie in ungefähr gleichen Mengen entstanden sind – während wir heute Materie um uns herum leicht sehen können, sind Antimaterie-Objekte immer noch nur als Ergebnis komplexer Laborexperimente bekannt. Das AMS-01-Spektrometer, das auch in der kosmischen Strahlung des Universums nach Antihelium suchte, konnte es nicht nachweisen. Die stark erhöhte Empfindlichkeit von AMS-02 wird es ermöglichen, das gesamte zugängliche Universum mit Beobachtungen abzudecken und dabei in die möglicherweise ferne Vergangenheit zu blicken, um herauszufinden, ob dort Antihelium gefunden wird. Lesen Sie mehr über Antimaterie: "Etüde über Antiteilchen".
Die Aufgaben von AMS-02 beschränken sich jedoch nicht darauf. Die dritte wichtige Richtung seiner Arbeit wird die Suche nach dunkler Materie sein - einer Substanz, deren Menge im Universum um ein Vielfaches größer ist als die Menge gewöhnlicher Materie, die aber bisher nicht beobachtet wurde, weil sie es tut keine Art von Wechselwirkung mit Materie eingehen, außer der Gravitation. Mit anderen Worten, dunkle Materie zieht gewöhnliche Materie an, bleibt aber ansonsten wirklich „dunkel“. Seine Natur ist noch unbekannt, und es gibt sehr hitzige Debatten darüber (lesen Sie zum Beispiel: "Warm Dark Matter"). Verschiedene Hypothesen darüber, was Dunkle-Materie-Teilchen sind, führen also zu unterschiedlichen Schlussfolgerungen, von denen einige experimentell verifiziert werden können. Wenn es beispielsweise aus hypothetischen Neutralinos besteht, sollte die Kollision solcher Partikel zur Freisetzung einer bestimmten Gruppe anderer Partikel führen, die AMS-02 erkennen kann. Wenn es sich um noch exotischere Strangelets handelt, sollte das Spektrometer auch Spuren ihrer "Lebensaktivität" finden.
Das Gerät wurde für eine lange Betriebszeit ausgelegt – bis zum Ende des derzeit für 2020 geplanten Betriebs der ISS. Sein Design sieht den Austausch von Elementen vor, die für einen solchen nicht mehr funktionieren lange Zeit. „Je länger wir beobachten“, schließt Professor Ting, „desto mehr werden wir lernen.“
Laut NASA-Pressemitteilung
