Alpha Magnetic Spectrometer ( AMS) er et fysisk instrument designet til at studere sammensætningen af kosmiske stråler , søge efter antistof og mørkt stof [1] . Den første version af et sådant instrument ( AMS-01 ) blev installeret på rumfærgen Discovery , som besøgte Mir -banestationen i 1998 som en del af STS-91- missionen . AMS-01 registrerede omkring en million heliumkerner og bekræftede funktionaliteten af konceptet, hvilket gjorde det muligt at skabe en ny forbedret version af enheden. Den anden version ( AMS-02 ) blev lanceret den 16. maj 2011 [2] som en del af STS-134- missionen , og den 19. maj blev den installeret på ISS [3] . Driften af enheden vil vare 3 år [4] , hvor den skal registrere omkring en milliard heliumkerner og andre kerner. Projektets hovedforsker er nobelpristageren Samuel Ting . Omkostningerne ved enheden er anslået til 2 milliarder amerikanske dollars [5] .
Verifikation af grundlæggende hypoteser om stoffets struktur og universets oprindelse .
Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) er den mest avancerede fysiske partikeldetektor . Bygget og testet af et internationalt team af forskere fra 16 lande. Projektet er sponsoreret af det amerikanske energiministerium . AMS-02 er designet til at lede menneskeheden til en forståelse af universets oprindelse . Det er planlagt at studere kosmisk stråling og bevise eksistensen af antistof og mørkt stof.
AMS-02 har en permanent magnet i stedet for en superledende flydende helium . På grund af dette vil enhedens levetid være mindst 15 år.
Eksperimentelle data viser, at vores galakse består af stof . Der er over 100 milliarder galakser i universet. Big Bang-teorien antager lige store mængder stof og antistof. Men teorier, der forklarer denne tilsyneladende asymmetri, modsiger de eksperimentelle data. Eksistensen af antistof er et af de grundlæggende spørgsmål om universets oprindelse og natur . Enhver observation af antiheliumkerner vil være bevis på eksistensen af antistof. I 1998 satte AMS-01 en øvre grænse for forholdet mellem antihelium og helium i kosmiske stråler: 10 −6 . Følsomheden af AMS-02 er 10-9 . En stigning i denne værdi med tre størrelsesordener er nok til at nå kanten af det ekspanderende univers, hvilket vil gøre det muligt at løse problemet endeligt.
Synligt stof, hovedsageligt sammensat af stjerner , udgør ikke mere end 5 % af universets samlede observerbare masse. De resterende 95 % er mørkt stof, hvis masse anslås til 20 % af universets masse, og mørk energi , som bestemmer balancen. Deres nøjagtige natur er stadig ukendt. En af de førende hypoteser - mørkt stof er neutralinoer . Hvis der findes neutralinoer, bør de kollidere med hinanden, hvilket resulterer i skabelsen af ladede partikler, som AMS-02 vil opdage. Enhver top i baggrunden af positron- , antiproton- eller gammafluxen kan indikere tilstedeværelsen af en neutralino.
Seks typer kvarker (u, d, s, c, b og t) er blevet opdaget eksperimentelt , men alt liv på Jorden består af to typer kvarker (u og d). Dette er et andet grundlæggende spørgsmål - eksisterer stof, bestående af tre typer kvarker (u, d og s)? En hypotetisk partikel af dette stof, strangelet , kan have en ekstremt stor masse og et meget lille forhold mellem ladning og masse. Dette er en helt ny form for materie. AMS-02 vil give det endelige svar på spørgsmålet om eksistensen af denne sag.
Rumstråling er en væsentlig barriere for bemandede missioner til Mars . Nøjagtige målinger af kosmisk stråling er afgørende for planlægning af passende beskyttelsesforanstaltninger. De fleste undersøgelser af kosmisk stråling er udført af ballonsatellitter, hvis flyvetid måles i dage; resultaterne af disse undersøgelser viste sig at være meget unøjagtige. AMS-02 vil operere på ISS i 3 år og indsamle en enorm mængde nøjagtige data. Dette vil gøre det muligt at måle langsigtede ændringer i den kosmiske stråleflux over en lang række energier, for partikler fra protoner til jernkerner. Efter den nominelle mission kan AMS-02 fortsætte målingerne. Ud over viden om den strålingsbeskyttelse, der kræves ved bemandede interplanetariske flyvninger, vil disse data give indsigt i interstellar udbredelse og kosmisk strålings oprindelse.
De første resultater af det magnetiske alfaspektrometer blev offentliggjort i begyndelsen af april 2013. Projektleder Samuel Ting på CERN - seminaret rapporterede, at de var i stand til at detektere en stigning i andelen af positroner i kosmiske stråler med stigende energi: hvis for partikler med en energi på 10 GeV var andelen af positroner omkring 5 %, så partikler med en energi på 350 GeV - mere end 15%. Dette var en uafhængig bekræftelse af resultaterne opnået tidligere af PAMELA- eksperimentet (offentliggjort i april 2009) og Fermi-teleskopet (offentliggjort i januar 2012). En mulig forklaring på denne effekt kan være emission af pulsarer eller udslettelse af hypotetiske mørkt stof partikler , WIMP'er [5] [6] .