Kommer PAMELA att hitta mörk materia?

particle.kth.se

Kommer PAMELA att hitta mörk materia?

Kommer PAMELA att hitta

mörk materia?

... om antimateria och jakten på mörk materia

Mark Pearce

KTH Fysik

4:e april 2009

Öppet hus på AlbaNova


Vad är PAMELA?

kosmisk partikel

PAMELA-instrument

Resurs DK1 satellit

500 km

PAMELA = Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics


Vad är mörk materia?

• Stjärnhimlen är en imponerande syn...

• Tusentals stjärnor så långt ögat kan nå...

• Det finns mycket mer materia i vårt

universum än det som lyser - så kallad

‘mörk materia’...

• ... och vi vet inte vad det består av!


Bevis för mörk materia?

Vera Rubin, ca 1970


Rotationshastighet

Observerad

Förväntad

Avstånd från centrum av galaxen


Atomer

(4.6%)

Mörk

materia

(23%)

Mörk

energi

(72%)

?!??

?


95% av vårt

universum

är osynlig

för oss

(‘mörk’)!


En resa in i dagens atomära värld

cm 10 -10 m 10 -14 m 10 -15 m


Partiklar + antipartiklar

‘elektron’

e - laddning = -1

p laddning = +1

För varje

elementarpartikel finns

det en antipartikel med

samma massa men

motsatt laddning

Materia

Antimateria

‘positron’

e + laddning = +1

p

-

laddning = -1

‘proton’

e -

Väte

Antiväte

e + p -

‘antiproton’

p


‘Vanliga’ partiklar

‘Supersymmetriska’ partiklar

mörk

materia?

Observerade

Eftersöks

med LHC

Förslagna av mina teorikollegor

100 - 1000

gånger tyngre

än protonen

ingen elektrisk laddning

χ ~ 0

p

Supersymmetri (SUSY) skulle

kunna förklara hur materia beter

sig vid höga energier (t. ex. LHC).

Om SUSY-partiklar exsisterar,

kan de förklara mörk materia i

vårt universum


Mörk

materia

skapade

‘moln’ av

mörk

materia

‘Big Bang’

Nu!

galax

~ χ 0


PAMELA-satelliten

You are here

χ

e +

χ


‘Bakgrund’

pISM

PAMELA-satelliten

pCR

e +

You are here

χ

e +

χ

Signal


Resurs Dk-1 + PAMELA


Uppskjutning: 15:e juni 2006


Elektron-lik

eller

proton-lik ?

Magnet

‘Kalorimeter’

Proton / antiproton

Elektron / positron


Magnet

e + p

p -

e -

⊗ B

45 cm

Kiseldetektorer Magnet

+ -


Mätningar före PAMELA

‘Antal positroner (e + )’

Förväntat

beteende för

positroner

skapade vid

kollisioner

mellan kosmiska

protoner och

interstellär gas


Mätningar före PAMELA

‘Antal positroner (e + )’

Vad händer här?


‘Antal positroner (e + )’

Förväntat

beteende för

positroner

skapade vid

kollisioner mellan

kosmiska

protoner och

interstellär gas


‘Antal positroner (e + )’

Mörk

materia?!


Första

observationen av

kollisioner mellan

mörk materiapartiklar

i närheten

av vår galax?


Men pulsarer då?


pCR

pISM

e +

‘Bakgrund’

You are here

e +

Pulsar

e + ?

χ

χ

Signal

PAMELA-satelliten


11:e juni 2008


Samanfattning

• Universums innehåll är en gåta för oss:

• ~5% materia (endast!)

• 25% mörk materia

• 70% mörk energi

Det är spännanade tider för fysik. Flera

experiment är på jakt efter mörk materia

PAMELA kan bli det första experimentet

som ser kollisioner mellan mörk materiapartiklar

More magazines by this user
Similar magazines