¿Cómo encontrar antimateria y materia oscura en el universo?
Iniciado por Zhaozhong Ting, un famoso físico chino-estadounidense y ganador del Premio Nobel de Física, cerca de 200 físicos e ingenieros de 10 países y regiones, incluidos Estados Unidos, China, Rusia, Alemania, Italia, y Francia El espectrómetro magnético Alfa, en cuyo desarrollo participaron técnicos, fue lanzado a bordo del transbordador espacial Discovery el 3 de junio de 1998, marcando el comienzo de la detección humana de antimateria y materia oscura en el universo.
A partir de un gran número de observaciones astronómicas y experimentos astrofísicos, los astrónomos propusieron la teoría del Big Bang, es decir, que el universo se originó a partir de una gran explosión hace 15 mil millones de años. Después del Big Bang, el universo continuó expandiéndose, formando el mundo material que ahora incluye la Tierra donde vivimos los humanos. Sabemos que toda la materia está compuesta de átomos. El centro del átomo es el núcleo, que está compuesto por protones y neutrones y está cargado positivamente; el núcleo está rodeado por electrones cargados negativamente, que giran a gran velocidad alrededor del núcleo. Sin embargo, según la teoría de la física de partículas, si bien el Big Bang produjo una gran cantidad de materia, también debería haber producido una cantidad igual de antimateria. El núcleo de la antimateria está compuesto de "antiprotones" y "antineutrones" y al girar alrededor del núcleo de la antimateria deben estar cargados positivamente "positrones". En 1932 se confirmó experimentalmente la existencia de los "positrones". En 1997, el CERN utilizó átomos de xenón para colisionar con antiprotones y producir átomos de antihidrógeno. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, producirán una luz intensa y se convertirán en una energía enorme. Al mismo tiempo, la materia y la antimateria se "aniquilarán" y desaparecerán. La energía producida por la "aniquilación" es muchas veces mayor que la energía producida por la fisión nuclear o la fusión nuclear tal como la conocemos.
Por lo tanto, la búsqueda de antimateria no sólo permite comprender el origen del universo, sino también encontrar otra fuente potencial de energía para la humanidad. Su importancia no es menor que cuando los humanos descubrieron la energía atómica.
También existe materia oscura en el universo que no emite ni refleja luz, pero tiene gravedad universal. La materia oscura no se puede ver directamente mediante óptica astronómica, pero los científicos creen que representa aproximadamente el 90% de la materia total del universo. ¿En qué forma existe la materia oscura? Este es también un sueño que los científicos persiguen.
La misión del Espectrómetro Magnético Alfa es buscar antimateria y materia oscura en el universo. La parte principal del dispositivo de detección del espectrómetro magnético Alfa se desarrolló en China. En 2002, el transbordador espacial envió el espectrómetro magnético Alfa a la Estación Espacial Internacional y lo instaló allí para explorar rastros de antimateria y materia oscura en el universo.
Puntos de conocimiento
Exploración de la materia oscura
La materia oscura es uno de los temas más desafiantes en la investigación del universo. La materia oscura se refiere a la materia que no emite luz ni radiación electromagnética. Como actualmente no se puede observar directamente, los científicos sólo pueden saber que hay una gran cantidad de materia oscura en el universo por efecto de la gravedad (la materia oscura puede interferir con las ondas de luz o la gravedad emitidas por las estrellas, y su presencia puede ser claramente sentido). La evidencia más temprana de la existencia de materia oscura provino de observaciones de la velocidad de rotación de galaxias esferoidales.