Kozmik ışınlar bilim insanları için bir kez daha gizem kaynağı haline geldi. Uluslararası Uzay İstasyonundaki Alfa Manyetik Spektrometre (AMS) tarafından toplanan verilerin en son analizi, döteronlardan (proton ve nötronlardan oluşan atom çekirdeği) oluşan kozmik ışınların fazlalığını ortaya çıkardı.
Physical Review Letters dergisinde yayınlanan bir makalede açıklanan keşif, veri toplamanın başladığı 2011 yılından bu yana çeşitli türlerdeki parçacıklardan gelen 238 milyardan fazla kozmik ışın tespit eden CERN’in uzay tabanlı dedektörünün giderek büyüyen beklenmedik bulguları listesine yenilerini ekliyor.
Kozmik ışın parçacıkları iki ana sınıfa ayrılır: birincil ve ikincil. Birincil kozmik ışınlar, süpernova patlamaları gibi kozmik kaynaklarda üretilirken, ikincil kozmik ışınlar, birincil kozmik ışınlar yıldızlararası ortamla etkileşime girdiğinde üretilir.
AMS işbirliği, son çalışmasında, Mayıs 2011’den Nisan 2021’e kadar AMS tarafından tespit edilen 21 milyon kozmik döteronun verilerini inceledi. AMS ekibi, döteron sayısının veya “akışının” katılığa veya parçacığın momentumuna göre elektrik yüküne göre nasıl değiştiğini inceleyerek şaşırtıcı özellikler keşfetti.
Döteronların, birincil helyum-4 çekirdeklerinin yıldızlararası ortamdaki diğer çekirdeklerle çarpışmaları sırasında helyum-3 çekirdekleriyle aynı şekilde oluştuğu varsayılmaktadır. Eğer durum gerçekten böyleyse, döteron akışlarının helyum-4’e oranı, helyum-3’ün helyum-4 akışlarına oranına benzer olmalıdır.
Ancak AMS’nin gördüğü bu değil. Buna karşılık, AMS verileri, bu oranların 4,5 gigavolt (GV) sertliğin üzerinde önemli ölçüde farklılık gösterdiğini, döteronun helyum-4’e oranının sertlikle birlikte helyum-3’ün helyum-4’e oranına göre daha az düştüğünü gösteriyor. Ek olarak ve yine beklentilere meydan okuyarak, 13 GV sertliğin üzerindeki veriler, döteron akışının, ilkel kozmik ışınlar olan protonların akışıyla neredeyse aynı olduğunu gösteriyor.
Basitçe söylemek gerekirse AMS, ilkel helyum-4 çekirdeklerinin yıldızlararası ortamla çarpışmalarından beklenenden daha fazla döteron tespit etti.
“Büyük kozmik proton arka planı nedeniyle döteronları ölçmek oldukça zordur. Şaşırtıcı sonuçlarımız kozmik ışınlar hakkında ne kadar az şey bildiğimizi göstermeye devam ediyor. Alıcı kapasitesini %300 artıracak olan AMS’nin yakında yapılacak yükseltmesi ile AMS, yüklü tüm kozmik ışınları %1 doğrulukla ölçebilecek ve doğru bir kozmik ışın teorisi geliştirmek için deneysel temel sağlayabilecek” diyor AMS. sözcüsü Samuel Ting.