Deuterium (tungt väte) är en stabil
isotop bestående av väte där atomkärnan innehåller en neutron utöver den proton
som kännetecknar den vanliga väteisotopen protium. Deuterium utgör 0,0156
procent av vätet på jorden.
Kosmisk strålning förbryllar forskare. Den
senaste analysen av data som samlats in av Alpha Magnetic Spectrometer (AMS)
ombord på den internationella rymdstationen ISS har avslöjat ett överraskande
överskott av kosmisk strålning bestående av deuterium vilket är atomkärnor som
består av en proton och en neutron.
Upptäckten beskrivs i en artikel publicerad i
Physical Review Letters och läggs till den växande listan över oväntade resultat från detektorn vid CERN där man samlat in spår av mer än 238 miljarder
kosmiska strålar av partiklar av skilda slag sedan den började samla in data
2011 från ISS (den internationella rymdstationen).
Partiklar av kosmisk strålning kan delas in i två
huvudklasser: primära och sekundära. Primär kosmisk strålning bildas i kosmiska
källor som supernovaexplosioner medan sekundär kosmisk strålning produceras i
växelverkan mellan primär kosmisk strålning och det interstellära mediet (gasen och stoftet mellan stjärnorna).
I den senaste studien undersöktes inom AMS-samarbetet
data från 21 miljoner kosmiska deuteroner som upptäckts från maj 2011 till
april 2021. Genom att undersöka hur antalet, eller "flödet", av
deuteroner varierar med partikelmoment över elektrisk laddning fann AMS-teamet
överraskande egenskaper.
Deuteroner bildas på samma sätt som helium-3-kärnor,
i kollisioner mellan primära helium-4-kärnor och andra kärnor i det
interstellära mediet (rymden mellan
stjärnorna). Om så verkligen är fallet bör flödesförhållandet mellan
deuteron-helium och helium-4 likna flödesförhållandet mellan helium och
helium-4.
Men det är inte vad man inom AMS upptäckt. AMS-data
visar att dessa förhållanden skiljer sig markant över en styvhet på 4,5
gigavolt (GV), där förhållandet mellan deuteron-helium-4 och helium-4 faller
mindre brant med styvheten än förhållandet helium-3-till-helium-4. Dessutom,
och återigen mot förväntningarna, visar data att över en styvhet på 13 GV visar
data att deuteronflödet är nästan identiskt med det för protoner som är primära
kosmiska strålar.
För att uttrycka det enkelt har AMS hittat fler
deuteroner än förväntat från kollisioner mellan primära helium-4-kärnor och det
interstellära mediet.
– Det är ganska svårt att mäta deuteroner på grund
av den stora kosmiska protonbakgrunden, beskriver Samuel Ting, talesperson för
AMS. Våra oväntade resultat fortsätter att visa hur lite vi vet om kosmisk
strålning. Med den kommande uppgraderingen av AMS för att öka dess acceptans
med 300 % kommer AMS att kunna mäta all laddad kosmisk strålning med en
procents noggrannhet och ge en experimentell grund för utvecklingen av en bättre
teori om kosmisk strålning.
Bild https://ams02.space/detector
Omedelbart efter installationen den 19 maj 2011 i form av en extern nyttolast
på U.S. ISS National Laboratory startades AMS och började registrera och
överföra data.
