Detektor ciemnej materii wystrzelony w kosmos

Co ciekawe przez Chińczyków. Urządzenie nazwane Małpim Królem (po chińsku Wukong) umieszczono na orbicie 17 grudnia, wyznaczając nowy kierunek w chińskiej strategii badań kosmicznych.

Krążący na ziemskiej orbicie satelita ma za zadanie wykrywać promieniowanie gamma oraz cząsteczki o wysokiej energii. Fizycy uważają, że pomoże także w wykryciu ciemnej materii – substancji wypełniającej 85% wszechświata, ale objawiającej się wyłącznie za sprawą efektów grawitacyjnych.

Wukong nazywany oficjalnie Dark Matter Particle Explorer (DAMPE) jest również pierwszą z serii pięciu naukowych misji kosmicznych, prowadzonych przez Chińską Akademię Nauk, w ramach priorytetowego programu kosmicznego, rozpoczętego w 2011 roku.

Chiny są potęgą badań kosmicznych. Po wystrzeleniu w kosmos detektora ciemnej materii podążą za nim również dwie kolejne misje – pierwszy na świecie satelita komunikujący się kwantowo oraz teleskop rentgenowski. Wszystkie  urządzenia razem wyznaczą drogę nowym badaniom kosmosu.

Satelita wykorzysta swoją powierzchnię do obserwacji dużej ilości promieniowania kosmicznego oraz źródeł jego pochodzenia. Będzie skanować niebo przy pomocy o wiele wyższych energii niż istniejące detektory, takie jak np. Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), umieszczony na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

„Nie wiem jednak, czy to jest lepszy sposób na wykrycie ciemnej materii, ponieważ do tej pory nikomu się to nie udało” skomentował Mike Capell z Instytutu w CERN.

Detektor może jednak pomóc rozwiać pewne tajemnice. W 2013 roku AMS ogłosiło, że wykryło ślady ciemnej materii, jednak jak na razie jest to za mało cząsteczek o wysokiej energii, aby móc potwierdzić wyniki. Mimo, iż Wukong nie posiada odpowiedniej aparatury, aby udzielić bezpośredniej odpowiedzi na to pytanie, jest w stanie wykazać, czy sygnał nie był spowodowany przez inne astrofizyczne źródła jak np. pulsary.

Urządzenie powinno być też zdolne do wychwycenia ostrych „brzegów” w promieniowaniu, przewidzianych przez niektóre modele ciemnej materii.

Chińczycy szykują również kolejne ambitne projekty badawcze. W czerwcu planują wystrzelenie satelity kwantowego, który będzie pierwszym na świcie satelitą, zdolnym do badania tzw. splątania kwantowego.

Urządzenie będzie badać, czy fotony emitowane z naziemnych urządzeń w stronę satelity, pozostaną splatane z ich odpowiednikami na ziemi. Urządzenie badać będzie również powiązania kwantowe między cząsteczkami. Ewentualnym ostatecznym celem projektu będzie natomiast stworzenie w przyszłości sieci komunikacji kwantowej, jak powiedział Anton Zeilinger, fizyk z Uniwersytetu Wiedeńskiego. Dociskając do limitu wytrzymałości efekt splątania kwantowego satelita pomoże rozwikłać fundamentalne tajemnice kosmosu, jak połączenie teorii kwantowej z ogólną teorią względności Einsteina.

W drugiej połowie roku Chiny uruchomią natomiast teleskop promieni rentgenowskich (Hard X-ray Modulation Telescope – HXMT), poszukujący źródeł promieniowania, jak np. czarne dziury.

„Urządzenie obejmie swoim zasięgiem szeroki zakres nieba, skanując je z czułością najwyższej mocy, przewyższając wszystkie istniejące do tej pory teleskopy” skomentował Luigi Piro z National Institute for Astrophysics w Rzymie.

Każdy z tych projektów niesie ze sobą potencjał do dokonania niezwykle ważnych odkryć. Jednak jak zauważają Amerykanie, Chińczycy mają niewielkie doświadczenie w prowadzeniu programów badań kosmicznych. Niezbędna jest więc współpraca z europejskimi jak i amerykańskimi instytucjami naukowymi.