تجربة جديدة للبحث عن المادة المظلمة

أكيد عم تفكر تهرب من هالصورة المعقدة والأجهزة اللي فوق بعضا وبلش يوجعك راسك من المنظر .. بعرف شعورك بس لما نشرحلك عن شو عم يدورو الفيزيائيين هون أكيد رح تغير رأيك

البحث عن الظلام: تجربة جديدة قد تلقي أخيرا بعض الضوء على أسرار المادة المظلمة.

يبحث فريق من علماء معهد ماساتشوستس عن إمكانية وجود فوتون ذو كتلة ،قد يبدو الأمر متناقضاً مع ما تعلمناه عن الفوتونات ، فكما يعلم البعض الفوتون هو جسيم لايملك كتلة في حالة سكونه (هذا لو استطعت ايجاد فوتون ساكن) ، وهذا ما يسمح له ببلوغ سرعة الضوء, أقصى سرعة ممكنة في الطبيعة، وذلك إستناداً إلى النسبية الخاصة. أما وجود فوتون ذو كتلة فهو أمر ليس غريب فقط على النسبية الخاصة ، بل وكذلك على النموذج المعياري والذي يشكل حجر الأساس في فيزياء الجسيمات.

ولكن بعض الفيزيائيين النظريين ضمن بعض النماذج النظرية افترضوا وجود جسيمات مشابهة للفوتونات ولكنها تمتلك كتلة وذلك لتفسير وجود المادة المظلمة (راجع رابط المقال عن المادة المظلمة في نهاية المقال).

إن إقتراح وجود فوتونات ذات كتلة ، قد يشكل المفتاح لفهم المادة المظلمة وبنيتها ، فلذلك طور ميلنر وزميله بيتر فيشر بالتعاون مع عدة باحثين في مختبر مسرع جيفرسون الوطني وآخرون تجربة اسموها تجربة الضوء المعتم ، وذلك بهدف البحث تجريبياً عن فوتونات ذات كتلة محددة تم افتراضها من قبل نظرية معينة، حيث ستساهم هذه التجربة في تقديم دليل اوضح وأكبر على وجود هذه الفوتونات أبعد من التجارب التي تمت سابقا وأعطت نتائج غير حاسمة اطلاقا. ويصف ميلنر المسألة "إنها إضافة بسيطة ، ولكن ستترتب عليها نتائج جذرية لاسيما فيما يخص نظرياتنا الفيزيائية وفهمنا لها".

وتقوم التجربة على تسريع حزمة من الإلكترونات حتى طاقة عالية من مرتبة عدة ملايين وات (للمقارنة فإن الطاقة الحرارية في فرن مطبخك أقل من ذلك بألف مرة) في مسار ضيق للغاية على منطقة عرضها يعادل جزءاً من المليون من المتر.حيث أكدت الأبحاث أن مثل تلك الحزمة تمتلك الخصائص اللازمة للكشف عن مثل تلك "الفوتونات ذات الكتلة" أو الجسيمات التي تتفكك إليها هذه الفوتونات، إلا أن التنفيذ الفعلي للتجربة قد يأخذ عامين كاملين من الإستعدادات واختبار المعدات ، تليها عامين آخرين من تحليل البيانات والدراسات الإحصائية ، بحثاً عن أي شذوذ في النتائج قد يقود إلى الإكتشاف المنشود.

كما أن التجربة يمكنها أن تبحث أيضا في مسألة ثانية هي تشكل الأوكسجين داخل النجوم الناتج عن اتحاد الكربون مع الهيلوم والذي ينتج عنه كل الأكسجين الموجود في الكون, وذلك عن طريق دراسة التفاعل المعاكس. "إنها المواد التي تدخل في تكويننا جميعا" يقول ميلنر, ودراسة نسبة هذا التفاعل تحدد نسبة الاكسجين الموجودة في الكون.

ويقول روي هولت العضو الزميل في معهد آرغونا الوطني في ايلينويز "إذا تمكنت التجربة من رصد الجسيم المطلوب فإن ذلك يعني أنه من الممكن أن ندرس المادة المظلمة ضمن تجهيزات المختبرات".

وهلأ بعد ما عرفتو الهدف من التجربة برأيكون معقول هيك تجهيزات موجودة بغرفة زغيرة تقدر تعطينا لمحة عن اسئلة ضخمة متل أصل الكون؟

حقوق الصورة: MIT Darklight experiment team

المصدر: هنا;

البحث المنشور في Physical Review Letters:

هنا DOI : 10.1103/PhysRevLett.111.164801

يمكن الحصول عليه من arxive.org على الرابط:

هنا