15 июня 2016 года исполнилось 10 лет с момента запуска российского спутника «Ресурс ДК1» с прибором «Памела» на борту. Уникальный магнитный спектрометр создан в Институте космофизики НИЯУ МИФИ, основной задачей которого является измерение спектров античастиц высоких энергий в космическом излучении. Эксперимент проводится международной коллаборацией ученых России, Италии, Швеции, Германии в рамках российско-итальянской программы "РИМ". О важнейших результатах проекта в интервью корреспонденту РИА Новости рассказал его руководитель с российской стороны, директор института Космофизики НИЯУ МИФИ Аркадий Гальпер.
– Аркадий Моисеевич, каковы ключевые цели проекта "Памела"?
– Основная цель – исследование на околоземной орбите потоков античастиц (позитронов и антипротонов), входящих в состав первичного космического излучения. Подобные частицы, как известно, возникают в различных процессах, проходящих во Вселенной. Но возможно, что эти античастицы возникают при аннигиляции частиц темной материи. Поясню: "темной" ее назвали не потому что она черная, а потому что невидима, не создает электромагнитные излучения, ускользает от приборов и непонятна. Она проявляется только в одном виде взаимодействий – гравитационном.
Понять ее природу, тем не менее, принципиально важно. Почему? Сегодня мы уже точно знаем: наша Вселенная на 25 процентов состоит именно из темной материи. Знание ее природы и состава играет важную роль в понимании происхождения и развития мироздания.
– Как был организован поиск античастиц?
– Исследования велись с помощью прецизионного магнитного спектрометра "Памела", установленного на борту российского природоведческого спутника в специальном гермоконтейнере. Во время измерений чувствительной осью "Памела" была направлена в зенит, что обеспечивало возможность непрерывных наблюдений космического излучения в течение всего времени функционирования спутника на орбите. Впервые в условиях космоса, на протяжении почти десяти лет, с помощью одной аппаратуры, с малыми методическими и статистическими ошибками мы вели изучение энергетических спектров античастиц (антипротонов, позитронов).
Спектрометр «Памела» - последние проверки перед запуском– Каковы важнейшие результаты проделанной за эти годы работы?
– Начиная с 15 июня 2006 года, мы последовательно измеряли характеристики космических частиц (электронов и позитронов, протонов и антипротонов и легких ядер). И в результате кропотливого анализа материалов первого этапа измерений было обнаружено, что поток позитронов ведет себя не так, как было предсказано теоретическими расчетами. Доля позитронов возрастает в космическом излучении по отношению к обычным частицам электронам. И тут-то поняли, что это, возможно, связано с гипотетическими частицами "вимпами", из которых предположительно и состоит темная материя. При столкновении друг с другом вимпы могут аннигилировать, то есть исчезать, превращаясь в известные частицы, например, в протоны и антипротоны, электроны и позитроны. Но в ходе измерений магнитным спектрометром "Памела" стало понятно, что вимпы могут и самостоятельно распадаться, превращаясь в те же известные частицы.
Это явление ученые назвали "аномальный эффект Памелы". Наряду с запуском самого большого в мире ускорителя LHC (Большой Адронный Коллайдер) в Швейцарии наше исследование признано американским физическим обществом крупнейшим событием 2008 года.
Как ни странно, статья группы ученых – участников нашего проекта, пролежала почти год в редакции старейшего и самого престижного в мире научного журнала Nature. Тем не менее в 2009 году она была опубликована. Наша работа получила несколько тысяч ссылок в научной литературе. Это выдающийся научный и технический результат. Впоследствии данные, полученные в 2008 году благодаря магнитному спектрометру "Памела", были дважды подтверждены экспериментами в космосе – на гамма-телескопе "Ферми/Лат" и магнитном спектрометре "AMS-02". Что касается спутника "РЕСУРС ДК-1", он прекратил работу в феврале этого года, прослужив втрое дольше намеченного срока. Исследование частиц темной материи продолжается сегодня в рамках проекта "Гамма-400" учеными Физического института им. П.Н. Лебедева и Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ".
Участники коллаборации «ПАМЕЛА» на космодроме Байконур