Καθώς η Ανταρκτική βιώνει το καλοκαίρι με τον Ήλιο να μην δύει, η NASA προχωρά σε μία από τις πιο φιλόδοξες επιστημονικές της αποστολές. Στον ουρανό πάνω από την παγωμένη περιοχή του Σταθμού McMurdo, ένα γιγαντιαίο αλεξίπτωτο, με διαστάσεις που αντιστοιχούν σε ένα γήπεδο ποδοσφαίρου, έχει αρχίσει το αργό αλλά σταθερό ταξίδι του προς τη στρατόσφαιρα. Το φορτίο του; Όχι απλά επιστημονικά όργανα, αλλά η ελπίδα των φυσικών να αποκαλύψουν ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του Σύμπαντος: τη φύση της Σκοτεινής Ύλης. Μάθετε περισσότερα για τη NASA.
Μια πτήση στην άκρη της ατμόσφαιρας
Η αποστολή, που ονομάζεται GAPS (General Antiparticle Spectrometer), εκφράζει την ισορροπία ανάμεσα στην αεροναυπηγική και τη σωματιδιακή φυσική. Το αερόστατο μηδενικής πίεσης της NASA ανυψώθηκε στα 37 χιλιόμετρα (περίπου 120.000 πόδια), φτάνοντας σε ένα υψόμετρο όπου η ατμόσφαιρα είναι τόσο αραιή που προσεγγίζει τις συνθήκες του Διαστήματος. Εκεί, απομακρυσμένο από τις γήινες παρεμβολές, το GAPS λειτουργεί ως ένα «ιπτάμενο παρατηρητήριο». Διαβάστε περισσότερα για την Ανταρκτική και τις επιστημονικές της αποστολές.
Σε αντίθεση με τους επιταχυντές σωματιδίων που συγκρούουν ύλη για να δημιουργήσουν νέα σωματίδια, το GAPS υιοθετεί μια παθητική, αλλά εξαιρετικά ευαίσθητη, προσέγγιση. «Αφουγκράζεται» το Σύμπαν περιμένοντας να συλλέξει σπάνιους αγγελιοφόρους από τα βάθη του γαλαξία: σωματίδια αντιύλης, όπως αντι-πρωτόνια, αντι-δευτέριο και αντι-ήλιο.
Γιατί η Ανταρκτική αποτελεί το ιδανικό εργαστήριο
Η επιλογή της Ανταρκτικής για αυτή την αποστολή δεν είναι καθόλου τυχαία. Η «Λευκή Ήπειρος» διαθέτει δύο μοναδικά πλεονεκτήματα για πειράματα αυτού του τύπου. Πρώτον, ο λεγόμενος «πολικός στρόβιλος», ένα ισχυρό ρεύμα αέρα που κινείται κυκλικά γύρω από τον πόλο, επιτρέπει στο αερόστατο να διαγράφει κύκλους πάνω από την ήπειρο για εβδομάδες, αποφεύγοντας την πτώση στις θάλασσες, όπου η ανάκτηση του εξοπλισμού θα ήταν σχεδόν αδύνατη.
Δεύτερον, η 24ωρη ηλιοφάνεια παρέχει αδιάλειπτη ενέργεια στα ηλιακά πάνελ του οργανισμού, διασφαλίζοντας τη συνεχή λειτουργία των ευαίσθητων ανιχνευτών του. Επιπλέον, το γήινο μαγνητικό πεδίο στους πόλους επιτρέπει στα κοσμικά σωματίδια χαμηλής ενέργειας να εισέλθουν στην ατμόσφαιρα πιο εύκολα απ’ ότι στον Ισημερινό, μεταμορφώνοντάς την σε ένα «παράθυρο» προς το Διάστημα.
Το κυνήγι της Σκοτεινής Ύλης
Το επιστημονικό διακύβευμα είναι τεράστιο. Σύμφωνα με τη σύγχρονη κοσμολογία, η ορατή ύλη –τα αστέρια, οι πλανήτες και εμείς– συνιστά μόνο μια μικρή ποσότητα του Σύμπαντος. Το μεγαλύτερο μέρος αποτελείται από Σκοτεινή Ύλη, μια μυστηριώδη ουσία που δεν εκπέμπει φως και γίνεται αντιληπτή μόνο μέσω της βαρυτικής της επίδρασης. Εξερευνήστε περισσότερα για τη Σκοτεινή Ύλη.
Η θεωρία πίσω από την αποστολή GAPS είναι ότι όταν σωματίδια της Σκοτεινής Ύλης συγκρούονται, αλληλοεξουδετερώνονται, παράγοντας αντιύλη. Αν και υπάρχουν φυσικές αστροφυσικές διαδικασίες που παράγουν αντι-πρωτόνια, η δημιουργία βαρύτερων αντι-πυρήνων, όπως το αντι-δεύτερο, είναι εξαιρετικά σπάνια υπό τυπικές συνθήκες. Εάν το GAPS καταφέρει να ανιχνεύσει έστω και ένα σωματίδιο αντι-δευτερίου χαμηλής ενέργειας, αυτό θα μπορούσε να αποδειχθεί ο «καπνός» που θα υποδείξει την ύπαρξη νέας φυσικής, πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο.
Μια καινοτόμος μέθοδος ανίχνευσης
Αυτό που κάνει το GAPS να ξεχωρίζει από προηγούμενες αποστολές είναι η καινοτόμος προσέγγισή του για την ανίχνευση. Αντί να χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία για να καμπυλώσει την τροχιά των σωματιδίων, το GAPS παγιδεύει σωματίδια αντιύλης μέσα στο υλικό του ανιχνευτή, δημιουργώντας προσωρινά «εξωτικά άτομα». Καθώς αυτά τα άτομα διασπώνται, εκπέμπουν ακτίνες Χ με ιδιαίτερη υπογραφή, παρέχοντας στους επιστήμονες τη δυνατότητα να ταυτοποιήσουν το σωματίδιο με μεγάλη ακρίβεια. Αυτή η μέθοδος μειώνει σημαντικά την πιθανότητα λαθών, κάτι εξαιρετικά κρίσιμο όταν η αποστολή έχει ως στόχο τη διερεύνηση τόσο σπάνιων φαινομένων.
Το μέλλον της Αστροφυσικής
Η επιτυχής εκτόξευση από το McMurdo αντιπροσωπεύει μόνο την αρχή. Ενώ το αερόστατο πλέει στα όρια του Διαστήματος, οι επιστήμονες στο έδαφος παρακολουθούν με προσήλωση τη ροή των δεδομένων. Κάθε «χτύπημα» στους ανιχνευτές είναι αντικείμενο σχολαστικής ανάλυσης. Η συνεργασία, που περιλαμβάνει πανεπιστήμια από τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία και την Ιταλία, ελπίζει τα δεδομένα που θα συλλεχτούν να φωτίσουν τις πιο άγνωστες γωνίες της γνώσης μας για το Σύμπαν.
Ακόμα και αν δεν εντοπιστεί το πολυπόθητο σήμα της Σκοτεινής Ύλης, η αποστολή GAPS θα παράσχει ανεκτίμητες πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο ταξιδεύουν οι κοσμικές ακτίνες στο γαλαξία μας. Εξερευνήστε περισσότερα για τα διαστημικά επιστημονικά προγράμματα.
