شناخت مرموزترین ماده دنیا که قابل تماشا نیست - وبلاگ آمیتیس تک

به گزارش وبلاگ آمیتیس تک، ایرنا نوشت: یک تیم تحقیقاتی بین المللی با استفاده از یک آزمایش دقیق ابداع شده در دانشگاه برن به پیشرفت قابل ملاحظه ای در جست و جو برای ماده تاریک دست یافته که حیطه جست وجو برای این ماده که گمان می رود 85 درصد ماده موجود در عالم هستی را تشکیل می دهد، دقیق تر نموده است.

مشاهدات کیهانی از مدارهای ستارگان و کهکشان ها معین نموده است که نیروهای گرانشی عمل کننده بین اجرام فلکی بطور کامل با ماده مرئی که ما می بینیم قابل شرح نیست. این مساله حاکی از احتمال وجود یک نوع دیگر و ناشناخته از ماده است که بر حرکت و توسعه کهکشان ها تاثیر می گذارد.

در سال 1933، فریتز زویکی (Fritz Zwicky) فیزیک دان سوئیسی از وجود ماده تاریک صحبت کرد؛ نوعی از ماده که بطور مستقیم قابل تماشا نیست اما به دلیل تاثیرات گرانشی آن قابل ردیابی است. اعتقاد بر این است که ماده تاریک حدود 85 درصد از جرم در کیهان را تشکیل می دهد و در حدود پنج برابر بیشتر از ماده قابل تماشا جرم دارد.

به تازگی و متعاقب یک آزمایش دقیق ابداع شده در مرکز فیزیک بنیادی آلبرت انیشتین در دانشگاه برن، یک تیم تحقیقاتی بین المللی پیروز شد که مقیاس را برای وجود ماده تاریک تا حد زیادی محدود سازد. مرکز یادشده با بیش از 100 عضو یکی از سازمان های تحقیقاتی اصلی دنیا در زمینه فیزیک ذرات به شمار می رود. نتایج این تحقیقات در نشریه نامه های بازبینی فیزیکی (Physical Review Letters) منتشر شده است.

اسرار مربوط به ماده تاریک

ایوو شولتس (Ivo Schulthess) دانشجوی دکتری در مرکز فیزیک آلبرت انیشتین و مولف ارشد این مطالعه می گوید: اینکه ماده تاریک واقعا از چه چیزی ساخته شده، هنوز کاملا روشن نشده است.

اما آنچه معین است این است که ماده تاریک از همان ذرات تشکیل دهنده ستارگان، سیاره زمین و ما انسان ها ساخته نشده است. در سطح دنیا آزمایش ها و روش های بطور فزاینده حساسی برای جستجوی برای ذرات احتمالی ماده تاریک در حال استفاده است که تا به امروز پیروزیتی نداشته اند.

ذرات اولیه فرضی معینی موسوم به اکسیون ها (axions) یک مقوله امیدوارکننده از نامزدهای احتمالی برای ذرات ماده تاریک هستند. یک مزیت مهم این ذرات به شدت سبک وزن، این است که آنها همزمان می توانند سایر پدیده های مهم در فیزیک ذرات را که تا به امروز شناخته نشده اند نیز شرح بدهند.

آزمایش برن بر تاریکی نور می تاباند

فلوریان پیگسا (Florian Piegsa) استاد فیزیک در مرکز آلبرت انیشتین می گوید: به لطف دانش و تجربه سال های گذشته، تیم تحقیقاتی ما پیروز به طراحی و ساخت یک دستگاه مقدار گیری به شدت حساس برای انجام آزمایش Beam EDM شده است. اگر اکسیون های گریزپا واقعا وجود داشته باشند، در این صورت آنها باید یک ردپای معین از خودشان در این دستگاه مقدار گیری بر جا بگذارند.

شولتس در این خصوص گفت: این آزمایش، ما را قادر می سازد تا فرکانس چرخشی نوترون ها در میدان های الکتریکی و مغناطیسی را معین کنیم. چرخش هر نوترون منفرد به مانند نوعی سوزن قطب نما عمل می نماید. ما این فرکانس چرخشی را بطور دقیق مقدار گیری کردیم و آن را برای کوچکترین نوسانات متناوب (periodic) که ناشی از تراکنش با اکسیون ها است، آنالیز کردیم.

پیگسا اضافه نمود: نتیجه این آزمایش ها روشن بود: فرکانس چرخشی نوترون ها بدون تغییر باقی ماند که به این معنی است هیچ مدرکی از اکسیون ها در مقدار گیری های ما وجود ندارد. این مقدار گیری ها به دانشمندان اجازه می دهد که یک پارامتر قبلا آزمایش نشده را از آزمایشات خود کنار بگذارند و بعلاوه نشان داد که جستجو برای اکسیون های فرضی که بیش از هزار بار سنگین تر از تصورات قبلی با آزمایشات دیگر بود، امکان پذیر است.

وی شرح داد: هر چند وجود این ذرات همچنان اسرارآمیز است اما ما با پیروزیت یک پارامتر مهم فضای ماده تاریک را کنار گذاشتیم. آزمایش های آینده می تواند در ادامه این آزمایش انجام گردد. در نهایت پاسخ دادن به سوال ماده تاریک نگرش های مهمی به ما درباره اساس و بنیاد طبیعت خواهد داد و ما را یک گام مهم به سمت شناخت کامل کیهان نزدیکتر خواهد نمود.

5858