Alpha Magnetic Spectrometer

P_E_T_E_R

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Mittwoch nach Ostern um 17 Uhr:

First Results of the AMS-02 experiment to be presented on April 3rd at CERN

Nearly two years after the launch of STS134, after collecting and analyzing more than 25 billions of events, the AMS Collaboration will release the first physics results from the Alpha Magnetic Spectrometer on the ISS.

Prof. Samuel Ting will talk at CERN Main Auditorium (Bldg. 500-1-001) on Wednesday, April 3rd, 2013 at 17:00.

It will be possible to follow this event in real time using the CERN webcast Service:


Recent results from the AMS Experiment

 

P_E_T_E_R

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In drei Stunden:

Zitat von P_E_T_E_R:
Mittwoch nach Ostern um 17 Uhr:

First Results of the AMS-02 experiment to be presented on April 3rd at CERN

Nearly two years after the launch of STS134, after collecting and analyzing more than 25 billions of events, the AMS Collaboration will release the first physics results from the Alpha Magnetic Spectrometer on the ISS.

Prof. Samuel Ting will talk at CERN Main Auditorium (Bldg. 500-1-001) on Wednesday, April 3rd, 2013 at 17:00.

It will be possible to follow this event in real time using the CERN webcast Service:


Recent results from the AMS Experiment
 

P_E_T_E_R

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AMS - erste Ergebnisse

Die ersten Messergebnisse liegen jetzt vor:

AMS hat den Trend früherer Experimente zum Spektrum von kosmischen Positronen bestätigt, allerdings mit einer enorm verbesserten Genauigkeit. Bis zu einer Energie von 350 GeV, der derzeitigen statistischen Grenze, steigt der Positronenanteil, jedoch mit einem abflachenden Trend, kontinuierlich an. Die Richtungsverteilung ist sehr isotrop. Das ist durchaus konsistent mit einem Dark Matter Ursprung, aber noch keine zwingende Deutung. Wenn man zu noch höheren Energien einen steilen Abfall des Spektrums findet, wäre das wohl die gesuchte "smoking gun". Dafür wird aber noch mehr Statistik und Messzeit benötigt.

Spiegel - Überraschend viel Antimaterie im All

CERN - First result from the AMS experiment

NASA - TV Briefing Discusses Alpha Magnetic Spectrometer Results

Xinhua Net - AMS announces first results in search for dark matter

 

P_E_T_E_R

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Re: AMS - erste Ergebnisse

Und hier ist die Publikation (ausnahmsweise frei zugänglich):

AMS Collaboration - PRL 110, 141102 (2013)

First Result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5–350 GeV

Abstract - A precision measurement by the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station of the positron fraction in primary cosmic rays in the energy range from 0.5 to 350 GeV based on 6.8 x 10^6 positron and electron events is presented. The very accurate data show that the Positron fraction is steadily increasing from 10 to 250 GeV, but, from 20 to 250 GeV, the slope decreases by an order of magnitude. The positron fraction spectrum shows no fine structure, and the positron to electron ratio shows no observable anisotropy. Together, these features show the existence of new physical phenomena.


Und dazu ein Viewpoint von Stephane Coutu

Positrons Galore

mit einer persönlichen Einschätzung. Wie er schreibt, gibt es zahlreiche mögliche und wohlbekannte Mechanismen für die Erzeugung von Elektronen und Positronen in der kosmischen Strahlung und das an sich ist also nichts neues. Auch der Anstieg des Positronenanteils oberhalb von 10 GeV wurde schon von anderen Experimenten, insbesondere von PAMELA und Fermi, zuvor beobachtet. Spektakulär ist allerdings die sehr viel höhere Präzision der AMS-Daten und die Aussicht, den erfassten Energiebereich in Zukunft über 350 GeV auszudehnen. Damit verbindet sich natürlich die Hoffnung, die physikalische Ursache für das starke Positronensignal zu entschlüsseln:

There is a tantalizing—and much touted—possibility that this excess could be a signature of dark matter, though it’s much too soon to rule out more prosaic explanations. The AMS is only two years into its projected ten-year (or longer) lifetime. There are predictions that the error bars on the data will decrease further. There should also be measurements of the positron fraction spectrum up to higher energies.

But we will have to be patient: the particle fluxes fall off rapidly with energy, so accumulating precise data above 200GeV or so will be a painfully slow affair. Meanwhile there will be a wealth of other data to come from the AMS. The experiment is in an excellent position to identify antiprotons, cosmic-ray nuclei, and more speculatively, to search for antinuclei.


Bemerkenswert an dem Vortrag von Sam Ting vor den versammelten Teilchenphysikern am CERN war übrigens der mehrmals wiederholte Hinweis darauf, dass die operativen Bedingungen für dem AMS-Detektor auf der ISS u.a. auch aufgrund der enorm fluktuierenden Temperaturen weitaus schwieriger als bei einem typischen Experiment am CERN oder an ähnlichen Labors auf der Erde sind. Umso erstaunlicher sind die jetzt vorgestellten Ergebnisse, und das ist ja erst der Anfang!





 

P_E_T_E_R

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Re: AMS - erste Ergebnisse

Nota bene, Jester über sich selbst:

Résonaances is a particle physics blog from Paris. It's about the latest news and gossips in particle physics and astrophysics. The posts are often spiced with sarcasm, irony, and a sick sense of humor.

Solche Blogs entwickeln ja eine typische Eigendynamik von der beschriebenen Sorte. Ist sowas wie Bildzeitung für Intellektuelle.

 

tkrandell

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Re: AMS - erste Ergebnisse

Hi,

das ist eben so wie Forschung heutzutage funktioniert.

Man hat mal eine Untersuchung wissenschaftlicher Arbeiter gemacht (muss mal suchen, wo das stand). Dabei stellte sich heraus, dass in der ganz großen Mehrzahl die aufgestellten Thesen verifiziert statt falsifiziert wurden. D.h. man vermutet, das man Recht hat und sucht nach der Bestätigung seiner Meinung. Da läuft was schief in der Wissenschaft ;).

FG Theodor
 

Hyparion

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Re: AMS - erste Ergebnisse

Hi Theodor,

du hast das vermutlich in der Februarausgabe der Spektrum der Wissenschaft gelesen. Im Beitrag "Jede Menge Murks" gehts genau darum. Spannend.

Gruß, Felix
 

P_E_T_E_R

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Re: AMS - erste Ergebnisse

Zitat von Hyparion:
du hast das vermutlich in der Februarausgabe der Spektrum der Wissenschaft gelesen. Im Beitrag "Jede Menge Murks" gehts genau darum. Spannend.
Und was sollte daran spannend sein, bitteschön!?

Aber wenn ihr unbedingt Murks lesen wollt, braucht ihr bloß die Beiträge von 11739 und 18779 anzuschauen.
Dabei handelt es sich ja wohl um eine Reinkarnation ...


 

Hyparion

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Re: AMS - erste Ergebnisse

Hallo Peter,

ich dachte ich hätte der Ironie mit Hilfe des Einwortsatzes erkennbar Ausdruck verliehen. Trotzdem, deine scharfe Reaktion überrascht mich. Ich schätze deine ausführlichen Beiträge und habe das bei Gelegenheit auch schon so geschrieben. Mein Kommentar ist also weder als Kritik wissenschaftlicher Arbeit im allgemeinen, noch als Kritik deiner Beiträge oder der von dir verlinkten Inhalte zu verstehen.

Gruß, Felix
 

P_E_T_E_R

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New AMS Data

New results from AMS presented at ICRC 2013

Proton Spectrum

Helium Spectrum

Electron Spectrum

Positron Spectrum

Electron plus Positron Spectrum

Boron-to-Carbon Ratio

Positron Ratio Anisotropy (Update)

Zur Positron/Elektron Anisotropie:

Wenn diese hochenergetischen Positronen einen astronomischen Ursprung haben, etwa von Pulsaren, dann würde man Hot-Spots oder wenigstens eine Asymmetrie in der Winkelverteilung erwarten. Wenn sie dagegen aus dem Zerfall von Dark-Matter Kandidaten wie Neutralinos stammen, würde man dagegen eine isotrope Winkelverteilung erwarten.

on the origin of excess positrons

Limits on the amplitude of a dipol anisotropy in any axis in galactic coordinates on the positron to electron ratio in the energy range from 16 GeV to 350 GeV:

δ < 0.030 at the 95% confidence Level

Wenn eine solche Dipolasymmetrie besteht, dann ist sie jedenfalls kleiner als 3%. Das ist jetzt zwar keineswegs ein Nachweis von Dunkler Materie, aber immerhin ein weiterer Constraint, mit dem sich die Phänomenologen befassen müssen.

 

P_E_T_E_R

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AMS Update

Es gibt ein Update mit weiteren Messungen von AMS:

Synopsis

Excitement still surrounds a possible hint of dark matter in an unexpected excess of cosmic-ray antielectrons (positrons) relative to electrons. A new set of data from the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) aboard the International Space Station confirms the positron excess and provides the most accurate measurement to date of the shape of both the electron and positron spectra. The analysis reveals that the positron flux is significantly different from the electron flux above 30 GeV in energy, which suggests that positrons and electrons have a different origin.

The AMS experiment, which has a large permanent magnet that allows particle discrimination, has been collecting data since May 2011. Out of 41 billion detection events, the AMS collaboration has identified 580,000 positrons and 9.2 million electrons (50% more than in their previous data release). Thanks to the additional data, they were able to extend their measurements of the positron flux up to 500 GeV and, similarly, of the electron flux up to 700 GeV. The high-precision data reveal that both spectra change their slope at around 30 GeV but behave differently towards higher energies: the positron flux drops off much more slowly than the electron flux. One possible explanation for this spectral difference is that the positrons are being created in annihilations of dark matter particles. The authors say data at higher energy will be needed to confirm a dark matter origin.


L. Accardo et al. (AMS Collaboration), Phys. Rev. Lett. 113, 121101

L. Accardo et al. (AMS Collaboration), Phys. Rev. Lett. 113, 121102

Spiegel - Teilchenphysik: Auf der Spur des mysteriösen Neutralinos

Forscher haben in der kosmischen Strahlung Hinweise auf ein bislang nicht nachgewiesenes Teilchen entdeckt. Ihre Messungen mit einem Detektor an Bord der Raumstation ISS passen sehr gut zur Theorie des Neutralinos, eines Partikels der Dunklen Materie.

"Passt sehr gut" ist aber noch lange kein zweifelsfreier Nachweis, zumal alternative Erklärungen noch nicht ausgeschlossen sind.


 

P_E_T_E_R

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Re: AMS Update

Mea culpa: das zweite der beiden oben genannten PRL Papiere hat einen anderen ersten Autor: M. Aguilar et al.

Hier sind noch Links (via NASA) zu den vollständigen Veröffentlichungen:

L. Accardo et al. (AMS Collaboration), PRL 113, 121101 (2014)

High Statistics Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5–500 GeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

M. Aguilar et al. (AMS Collaboration), PRL 113, 121102 (2014)

Electron and Positron Fluxes in Primary Cosmic Rays Measured with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Ach ja, und dann gibt's noch diese Zusammenstellung auf der AMS Webseite

New results from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

und bald wohl auch das Video zum Talk von Sam Ting am CERN:

CERN Colloquium - 18. Sep. 2014


 

P_E_T_E_R

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Re: AMS Update

Am CERN findet gerade eine dreitägige Konferenz statt, wo AMS neue Ergebnisse präsentiert:

“AMS Days at CERN” and Latest Results

> AMS hat bislang 60 Milliarden kosmische Teilchen registriert

> Elektronen, Positronen, Protonen. Antiprotonen, sowie leichte Atomkerne wie Helium, Lithium, Bor, Kohlenstoff, Sauerstoff, etc. bei Teilchenenergien bis zu Multi-TeV

> Die gemessenen Positronen- und Elektronen-Spektren sind weiterhin konsistent mit DM-Kollisionen und lassen sich nicht allein mit konventionellen Prozessen erklären

> Neue Ergebnisse:

(1) Antiproton/Proton Verhältnis (Fig. 1)

(2) Proton-Fluss (Fig. 2)

(3) Helium-Fluss (Fig. 3)

Die Spektren zeigen zu hohen Energien ein Verhalten, welches sich bislang nicht mit konventionellen Mechanismen erklären lässt. Die neuen Resultate sollen demnächst bei Physical Review Letters veröffentlicht werden.

Credit: AMS



 

Anhänge

P_E_T_E_R

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AMS Update

Es gibt wieder neue Ergebnisse, diesmal zum B/C-Verhältnis, also zur relativen Häufigkeit von Bor zu Kohlenstoff in der kosmischen Strahlung:

PRL 117, 231102 (2016) - M. Aguilar et al. Precision Measurement of the Boron to Carbon Flux Ratio in Cosmic Rays from 1.9 GV to 2.6 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Das B/C-Verhältnis der kosmischen Strahlung gibt Aufschluss über die interstellare Gasdichte. Während nämlich Kohlenstoff bei der Explosion von Supernovae direkt entsteht, wird Bor erst auf indirektem Weg durch Kollision von schweren Kernen wie Kohlenstoff oder Sauerstoff mit der interstellaren Materie erzeugt.

Die AMS-Daten über einen Zeitraum von fünf Jahren sind wesentlich genauer als frühere Messungen und lasssen sich bei hohen Energien mit einem einfachen Potenzgesetz B/C ~ R^-1/3 beschreiben, wobei die Rigidity R = Bρ = Impuls/Ladung im wesentlichen die Energie des kosmischen Teilchens ist.
 

P_E_T_E_R

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Re: AMS Update

Latest results from the AMS experiment

24. Mai 2018 - wieder mal ein Colloquium von Sam Ting am CERN mit weiteren Ergebnissen vom Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) auf der Internationalen Raumstation:

Link zur Lecture (1:26 h)

Abstract: In seven years on the Space Station, AMS has collected more than 115 billion charged cosmic rays with energies up to multi TeV. The measured positron spectra agrees well with dark matter models. The energy dependence of elementary particles (electrons, positrons, protons and antiprotons) as well as the rigidity dependence of primary cosmic rays and secondary cosmic rays are unique and distinct. These results require a new understanding of the cosmos.

 

P_E_T_E_R

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Seit einiger Zeit kränkeln die Kühlpumpen vom AMS Silicontracker. Das Kühlsystem soll nun in einem aufwändigen Schritt-für-Schritt Verfahren in mehreren Außeneinsätzen erneuert werden:

Repair equipment for particle physics experiment aboard next station cargo launch

The new coolant apparatus will be installed on the AMS instrument to bypass the failed pumps. The work will require cutting and reconnecting fluid lines that measure just 4 millimeters in diameter. Much of new coolant pump equipment for the AMS instrument was developed at RWTH Aachen University in Germany, one of the nearly 60 research institutions involved in the project.

Spacewalking astronauts repairing cosmic ray detector

Parmitano, an Italian, and Morgan, an American, began the repair work last week. They spent years training for the operation before launching in July.
 

Optikus

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Da kann man den Astronauten da oben nur Erfolg wünschen, das wird ja eine ähnliche Operation wie seinerzeit an Hubble ...

CS
Jörg
 

P_E_T_E_R

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A fourth spacewalk is needed to check these reconfigured cooling lines for leaks and add more thermal insulation.
Der vierte "spacewalk" hat jetzt endlich stattgefunden und ist, soweit man das bislang einschätzen kann, auch erfolgreich verlaufen:

AMS-Repair Part IV

It was the fourth spacewalk since November for NASA's Andrew Morgan and Italy's Luca Parmitano to fix the Alpha Magnetic Spectrometer. They installed new coolant pumps last month to revive the instrument's crippled cooling system and needed to check for any leaks in the plumbing. Parmitano quickly discovered a slight leak and tightened the fittings. Besides checking for leaks Saturday, the astronauts had to cover the spectrometer with thermal insulation. The repairs should allow the spectrometer to continue working for the rest of the life of the space station, or another five to 10 years. It was designed to operate for three years and so already has surpassed its expected lifetime.

AMS_repair.jpg

Credit: NASA
 
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