Résultats de AMS-02 Mercredi 3 avril!

Les résultats tant attendus de AMS-02 seront annoncés au CERN Mercredi prochain (3 avril), par une conférence de Samuel Ting (évidemment), un webcast est organisé au CERN, voir le lien ci-dessous :

C'est mercredi de 17h à 18h heure suisse Youpi !

https://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=244334

merci du lien, mais je pense pas pouvoir y assister

L'expérience Alpha Magnetic Spectrometer (AMS)

La collaboration AMS a installé en Mai 2012 sur la station spatiale internationale ISS, un système de détection et d'identification des particules cosmiques. Celui-ci est optimisé pour étudier la quantité d'antimatière présente dans l'univers et tente de résoudre l'énigme de la dissymétrie localement observée. La mise en évidence d'un seul anti-noyau "lourd" suffirait à prouver l'existence d'anti-galaxies, d'anti-étoiles et peut-être d'anti-planètes. Mais c'est aussi à d'autres interrogations concernant la matière noire, la propagation des rayons cosmiques et les photons de grande énergie que cette étude apportera de nouveaux éléments d'investigation.

Pour plus de détails :Source : LPSC Grenoble

L'expérience Alpha Magnetic Spectrometer (AMS)

 

La collaboration AMS a installé en Mai 2012 sur la station spatiale internationale ISS, un système de détection et d'identification des particules cosmiques. Celui-ci est optimisé pour étudier la quantité d'antimatière présente dans l'univers et tente de résoudre l'énigme de la dissymétrie localement observée. La mise en évidence d'un seul anti-noyau "lourd" suffirait à prouver l'existence d'anti-galaxies, d'anti-étoiles et peut-être d'anti-planètes. Mais c'est aussi à d'autres interrogations concernant la matière noire, la propagation des rayons cosmiques et les photons de grande énergie que cette étude apportera de nouveaux éléments d'investigation.

Pour plus de détails :Source : LPSC Grenoble

Ou encore ce lien : http://drericsimon.blogspot.fr/2013/03/ams-02-detecteur-dantimatiere-pas-comme.html

a noter qu'il y a une erreur sur la date mentionnée sur le site du LPSC : AMS est en orbite depuis mai 2011 et non 2012 !...

Et pour info, la collaboration AMS a annoncé cet après midi la détection de leur 31 milliardième particule !

http://www.nasa.gov/home/hqnews/2013/apr/HQ_M13-054_AMS_Findings_Briefing.html

C’est demain mercredi à 18h30 (1:30 p.m EDT) que la NASA, au cours d’une conférence de presse retransmise sur NASA TV, va annoncer les premiers résultats d’AMS (Alpha Magnetic Spectrometer) installé en orbite sur l’ISS

Comme vous le savez peut-être, le bruit court que la fameuse matière noire aurait enfin été débusquée, plus exactement de manière indirecte.

Un article dans le dernier n° de Science et Avenir donne toutes les explications sur ce qui pourrait-être une découverte… historique !!!

Sujets fusionnés

Bonjour,

Voici le communiqué de presse du CERN sur les premiers résultats d'AMS - La version française est dispo ici: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3047.htm.

Le séminaire de Sam Ting est en cours sur http://webcast.web.cern.ch/webcast/

Dominique

AMS experiment measures antimatter excess in space

Geneva 3 April 2013. The international team running the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS1) today announced the first results in its search for dark matter. The results, presented by AMS spokesperson Professor Samuel Ting in a seminar at CERN, are to be published in the journal Physical Review Letters. They report the observation of an excess of positrons in the cosmic ray flux.

The AMS results are based on some 25 billion recorded events, including 400,000 positrons with energies between 0.5 GeV and 350 GeV, recorded over a year and a half. This represents the largest collection of antimatter particles recorded in space. The positron fraction increases from 10 GeV to 250 GeV, with the data showing the slope of the increase reducing by an order of magnitude over the range 20-250 GeV. The data also show no significant variation over time, or any preferred incoming direction. These results are consistent with the positrons originating from the annihilation of dark matter particles in space, but not yet sufficiently conclusive to rule out other explanations.

“As the most precise measurement of the cosmic ray positron flux to date, these results show clearly the power and capabilities of the AMS detector,” said AMS spokesperson, Samuel Ting. “Over the coming months, AMS will be able to tell us conclusively whether these positrons are a signal for dark matter, or whether they have some other origin.”

Cosmic rays are charged high-energy particles that permeate space. The AMS experiment, installed on the International Space Station, is designed to study them before they have a chance to interact with the Earth’s atmosphere. An excess of antimatter within the cosmic ray flux was first observed around two decades ago. The origin of the excess, however, remains unexplained. One possibility, predicted by a theory known as supersymmetry, is that positrons could be produced when two particles of dark matter collide and annihilate. Assuming an isotropic distribution of dark matter particles, these theories predict the observations made by AMS. However, the AMS measurement can not yet rule out the alternative explanation that the positrons originate from pulsars distributed around the galactic plane. Supersymmetry theories also predict a cut-off at higher energies above the mass range of dark matter particles, and this has not yet been observed. Over the coming years, AMS will further refine the measurement’s precision, and clarify the behaviour of the positron fraction at energies above 250 GeV.

“When you take a new precision instrument into a new regime, you tend to see many new results, and we hope this this will be the first of many,” said Ting. “AMS is the first experiment to measure to 1% accuracy in space. It is this level of precision that will allow us to tell whether our current positron observation has a Dark Matter or pulsar origin.”

Dark matter is one of the most important mysteries of physics today. Accounting for over a quarter of the universe’s mass-energy balance, it can be observed indirectly through its interaction with visible matter but has yet to be directly detected. Searches for dark matter are carried out in space-borne experiments such as AMS, as well as on the Earth at the Large Hadron Collider and a range of experiments installed in deep underground laboratories.

“The AMS result is a great example of the complementarity of experiments on Earth and in space,” said CERN Director General Rolf Heuer. “Working in tandem, I think we can be confident of a resolution to the dark matter enigma sometime in the next few years.”

Et voici la mesure principale d'AMS, à savoir la fraction de positons dans les données en fonction de l'énergie :

La montée de la courbe et la diminution de la pente à haute énergie est compatible avec l'annihilation de neutralinos (candidats pour expliquer la matière noire). Malheureusement les données ne permettent pas pour l'instant de mesurer la chute rapide de la fraction de positons à plus haute énergie qui doit être observée pour confirmer l'hypothèse des neutralinos.

Dominique

Et voici la mesure principale d'AMS, à savoir la fraction de positons dans les données en fonction de l'énergie :

 

 

La montée de la courbe et la diminution de la pente à haute énergie est compatible avec l'annihilation de neutralinos (candidats pour expliquer la matière noire). Malheureusement les données ne permettent pas pour l'instant de mesurer la chute rapide de la fraction de positons à plus haute énergie qui doit être observée pour confirmer l'hypothèse des neutralinos.

 

Dominique

Il faut ajouter que les données de AMS-02 confirment l'excès observé par PAMELA et Fermi. Et que cet excès n'est pas compris pour le moment.

En effet, on aimerait bien savoir ce qui se passe un plus haut en énergie... Il faudra attendre quelques années pour avoir suffisamment de particules...

Pour donner une idée, le point à 350 GeV est obtenu avec seulement 72 événements, sur presque 7 millions en tout (electrons+positrons).

J'ai cru mourir quand Ting a asséné la valeur de la fraction de positron bin par bin, et ça au bout de 55 minutes de talk... gnarf.

Séance de rattrapage à 19h30 sur la webtv de la NASA :

http://www.nasa.gov/multimedia/nasatv/index.html

Cool, je suis fan de la supersymétrie, ça me botterais bien qu'elle soit confirmée dans le futur

Extrait du communiqué du CNRS :

"Un tel excès d'antimatière avait déjà été observé par le satellite PAMELA en 2008, puis par le satellite Fermi, à des énergies inférieures. Les données d'AMS dépassent le domaine en énergie précédemment sondé et viennent confirmer avec une précision et une quantité de données sans précédent qui ne laissent plus place au doute quant à l'existence de cet excès de positons. L'origine de ce signal, en revanche, reste inexpliqué. Il pourrait être le fait de pulsars proches de notre galaxie ou être la signature de l'existence de particules de matière noire. Les théories de supersymétrie prédisent en effet l'observation d'un tel excès de positons qui résulterait de l'annihilation de particules de matière noire. De tels modèles prévoient également une « coupure » aux énergies élevées. Plus de données seront nécessaires pour déterminer avec précision la proportion de positons au-dessus de 250 GeV...

Si tout ça se confirme c'est quand même énorme non ?

Mais il me semble que les résultats du LHC ne donnaient aucun indice concernant la Supersymétrie ?

 

Mais il me semble que les résultats du LHC ne donnaient aucun indice concernant la Supersymétrie ?

pour l'instant...

Attends un peu qu'il monte en énergie, ce LHC... un peu comme AMS... tout se passe plus haut

Il ne faut pas s'emballer trop vite, il faut vraiment qu'AMS mesure la fraction de positons à plus haute énergie et mette en évidence une coupure nette dans le spectre. Sans cette coupure, l'excès peut-être expliqué par des sources cosmiques standards.

L’excès de positons dans l'hypothèse matière noire peut aussi être dû à autre chose que la supersymétrie. Il y a notamment la particule de Kaluza-Klein la plus légère, prévue dans des modèles avec dimensions supplémentaires, qui peut aussi donner un excès de positons.

Et comme le dit Éric, pour le LHC tout se trouve peut-être à plus haute énergie.

Dominique

Bonjour,

Comme toujours et c'est très bien ainsi, un résultat comme celui qu'AMS a présenté hier, déclenche une discussion dans le monde scientifique. Voici un article qui expose une vision critique de la mesure, ou plutôt des mesures (AMS + PAMELA + FERMI) sur la fraction de positon dans le rayonnement cosmique : http://resonaances.blogspot.fr/2013/04/first-results-of-ams-02.html

En gros, ça dit qu'une telle augmentation de la fraction de positons à haute énergie est difficilement compatible avec des candidats raisonnables pour la matière noire, car la section efficace (~probabilité) d'annihilation serait bien trop grande.

L'article dit également que même si AMS voit dans quelques années une diminution de la fraction de positons à haute énergie, il sera très difficile d'être certain que cela est dû à la matière noire.

Pour comprendre le ton de l'article, il faut aussi savoir que la personnalité de Sam Ting irrite une partie de la communauté qui peut avoir tendance à sur-réagir (toutefois je trouve l'article assez raisonnable).

Bref, attendons la suite. AMS va sans doute sortir prochainement des résultats sur les antiprotons et les anti-deutériums qui compléteront les données sur les positons.

De toutes façons, la compréhension des phénomènes observés passera par des mesures multiples.

Dominique

L'AMS est prévu pour fonctionner 10 ans, ça donne le temps pour engranger les mesures. C'est heureux vu le coût HALLUCINANT ce détecteur (deux... milliards de dollars !!! )

L'article scientifique publié dans Physical Review Letters est en ligne :

http://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.110.141102

Bonjour,

 

Comme toujours et c'est très bien ainsi, un résultat comme celui qu'AMS a présenté hier, déclenche une discussion dans le monde scientifique. Voici un article qui expose une vision critique de la mesure, ou plutôt des mesures (AMS + PAMELA + FERMI) sur la fraction de positon dans le rayonnement cosmique : http://resonaances.blogspot.fr/2013/04/first-results-of-ams-02.html

Merci pour le lien. Cela se lit bien même pour un novice comme moi.

Dans la supposition où les particules de matière noire seraient des neutralinos ou quelques autres particules antisymétriques, quels mécanismes sont invoqués pour faire apparaître un flux notable de positrons aux énergies mesurées dans l'expérience AMS et une coupure aux énergies plus élevées ?

Bonjour,

Dans la supposition où les particules de matière noire seraient des neutralinos ou quelques autres particules antisymétriques, quels mécanismes sont invoqués pour faire apparaître un flux notable de positrons aux énergies mesurées dans l'expérience AMS et une coupure aux énergies plus élevées ?

Tu veux dire "supersymétriques" je suppose (pas antisymétriques).

En recherchant un excès de positons on fait l'hypothèse que les WIMPs (pour englober plus de choses que les neutralinos) sont des particules de Majorana, c'est à dire qu'ils sont leur propre antiparticule. Dans ce cas, quand 2 WIMPs se rencontre ils peuvent s'annihiler en donnant une paire fermions / antifermions. Le couplage étant proportionnel au carré de la masse des fermions, l'annihilation des WIMPS donne préférentiellement des particules lourdes, Les électrons / positons ne sont donc pas favorisés du tout mais le signal des positons est plus facile à mettre en évidence.

À noter que l'on va avoir aussi des quarks et préférentiellement des quarks lourds qui peuvent donner tout un tas d'antiparticules dont des positons, mais aussi des antiprotons, d'où l'importance pour AMS de mesurer aussi ce spectre.

Les annihilation de WIMPs peuvent aussi donner des photons, des Z, des W et même des Higgs. Le canal "en or" serait la détection de photons car ceux-ci apparaîtraient comme une ligne mono-énergétique dans le spectre en énergie des photons. Mais pour l'instant on n'a rien vu (la section efficace est très petite).

Concernant la coupure à haute énergie, cela vient du fait que les WIMPs sont supposés être très peu énergétiques, ils s'annihilent donc pratiquement au repos, dans le cas où deux fermions sont produits, chacun emporte la moitié de l'énergie disponible soit la masse d'un WIMP.

Dominique

Bonjour,

 

Comme toujours et c'est très bien ainsi, un résultat comme celui qu'AMS a présenté hier, déclenche une discussion dans le monde scientifique. Voici un article qui expose une vision critique de la mesure, ou plutôt des mesures (AMS + PAMELA + FERMI) sur la fraction de positon dans le rayonnement cosmique : http://resonaances.blogspot.fr/2013/04/first-results-of-ams-02.html

 

En gros, ça dit qu'une telle augmentation de la fraction de positons à haute énergie est difficilement compatible avec des candidats raisonnables pour la matière noire, car la section efficace (~probabilité) d'annihilation serait bien trop grande.

L'article dit également que même si AMS voit dans quelques années une diminution de la fraction de positons à haute énergie, il sera très difficile d'être certain que cela est dû à la matière noire.

 

Pour comprendre le ton de l'article, il faut aussi savoir que la personnalité de Sam Ting irrite une partie de la communauté qui peut avoir tendance à sur-réagir (toutefois je trouve l'article assez raisonnable).

 

Dominique

Il est possible que Adam Falkowski (du LPT Orsay) qui est l'auteur de Resonaances prêche un peu pour sa chapelle ("le LHC seul dira la vérité"), nan ? Moi je dis que rien ne vaut un bon bolomètre germanium

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/ams-02-confirme-lanomalie-des-positrons-cosmiques_45643/

on avance en tout cas dans notre connaissance.

Merci pour vos réponses, tout ceci est passionnant !

En gros, ça dit qu'une telle augmentation de la fraction de positons à haute énergie est difficilement compatible avec des candidats raisonnables pour la matière noire, car la section efficace (~probabilité) d'annihilation serait bien trop grande.

Dans l'hypothèse des WIMPS la faible section efficace vient-elle du fait qu'il seraient vraisemblablement raréfiés dans l'espace interstellaire et qu'il seraient faiblement énergétique (tu le dis plus haut), donc se déplaceraient peu et se rencontreraient peu ?

Merci pour vos réponses, tout ceci est passionnant !

 

Dans l'hypothèse des WIMPS la faible section efficace vient-elle du fait qu'il seraient vraisemblablement raréfiés dans l'espace interstellaire et qu'il seraient faiblement énergétique (tu le dis plus haut), donc se déplaceraient peu et se rencontreraient peu ?

Il peut y avoir une grande quantité de particules, mais pour qu'elles s'annihilent, il faut certaines conditions, c'est pas automatique. Et leur probabilité de s'annihiler (leur section efficace) dépend entre autre de leur vitesse (énergie).

Ce qui est dit plus haut c'est que l'excès de positons serait si fort que cela voudrait dire que la section efficace d'annihilation des WIMPs serait trop grande pour le nombre de WIMPs qu'on estime généralement. Ou alors la section efficace est bien comme ce qu'on croit mais alors ça voudrait dire qu'il y aurait beaucoup trop de WIMPs, en tous cas trop pour remplir les 26% de matière sombre. Bref, ça collerait pas. Mais bon...

Pour ceux que ça intéresse, vous pouvez récupérer les slides de S. Ting, en powerpoint ou en pdf, et même revoir la vidéo du séminaire, c'est là :

https://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=244334

Merci pour le lien, très intéressant les pdf !

Je rajoute ça pour ceux qui souhaitent quelque chose de plus accessible (et en français) :

Pour ceux qui veulent un bon résumé de l'histoire, un lien vers le site de C&E : http://www.cieletespace.fr/node/10298

Un autre article intéressant de Sylvestre Huet (Blog Libé) http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2013/04/la-mati%C3%A8re-noire-enfin-d%C3%A9tect%C3%A9e-.html

Extrait :

« …En résumé, les physiciens recherchent des bosses et des creux sur le spectre des positons au delà de 250 Gev. Cela nous donnerait des indications sur les relations - les "couplages" - entre matière noire et matière ordinaire. «On est à 3% d'anisotropie spatiale, ce qui est très bas, si on descend à 1% l'hypothèse pulsar deviendra intenable», estime Sylvie Rosiers-Lees… »