انتشار این مقاله


ماده‌ی تاریک شاید همان نوترون مرده باشد!

نوترون فروتن شاید بار امانتی گران را به دوش می‌کشد. اختلافی معمابرانگیز در طول عمر این ذره وجود دارد.

نوترون فروتن شاید بار امانتی گران را به دوش می‌کشد. اختلافی معمابرانگیز در طول عمر این ذره، شاید اگر برخی اوقات به ماده‌ی تاریک کاهش یابد، حل شود. ماده‌ای که ادعا می‌شود بیشترین قسمت جرم گمشده‌ی جهان را به خود اختصاص داده است.

هر چیزی که فکر کردیم محتمل‌ترین ایده‌های ما برای ماده‌ی تاریک باشد، غلط از آب درآمد.

Dan Hooper در Fermilab ایلینیوز که در تحقیق پیش رو نبوده نظرش این است. او فکر می‌کند فرضیه‌ی نوترون ارزش تحقیق دارد. دو آزمایش جداگانه پاسخ‎های متفاوتی برای طول عمر یک نوترون به‌دست آوردند. در “آزمایش پرتو” نوترون در طول ۸۸۸ ثانیه به آرامی به یک پروتون تبدیل شد؛ به این پروسه، واپاشی بتا می‌گویند.

دیگری “آزمایش بطری” نام دارد: یک محفظه از نوترون‌های فوق‌العاده سرد در بازه‌های زمانی متفاوت پایش می‌شود. آن‎‌هایی که پس از هر مرحله باقی بمانند برای تخمین طول عمر ذره استفاده می‌شود. با این روش هیچ فرضی برای واپاشی نوترون انگاشته نمی‌شود و طول عمری به اندازه‌ی ۸۷۹.۶ ثانیه به‌دست آمده است.


مقاله‌ی مرتبط: ۱۰ کشف برتر اخترشناسی


این اختلاف بین طول عمر نوترون در آزمایش پرتو و بطری برای ۲۰ سالی می‌شود ذهن فیزیکدانان ذره را به خود درگیر کرده است. با نظر بر این، Bartosz Fornal و Benjamin Grinstein در دانشگاه کالیفرنیا این طور فرض کردند که شاید نوترون به طرق دیگر واپاشی شود. این می‌تواند طول عمر بیشتر در آزمایش پرتو را توجیه نماید که فقط واپاشی بتا در نظر گرفته می‌شود. فرنال این گونه توضیح می‌دهد:

هر چه راه‌های واپاشی بیشتر باشد، طول عمر ذره کمتر می‌شود.

اگر حرف آن‌ها صحیح باشد، پروسه‌ای ناشناخته از واپاشی نوترون برخی ذرات اسرارآمیز را تولید می‌نماید. این ذره باید چیزی باشد که به طور قوی با ماده‌ی ما برهمکنش ندارد. به عبارتی دیگر، اگر چیزی عادی بود، باید تاکنون می‌دیدیم.

این به خاطر طرز فکر دانشمندان درباره‌ی ماده‌ی تاریک نیز می‌باشد؛ چیزی که نمی‌گذارد کهکشان‌ها از هم جدا شوند. شاید ماده‌ی تاریک با ماده‌ی معمولی برهمکنش نداشته باشد، به جز از راه گرانش. دانشمندان راه‌های احتمالی واپاشی نوترون را به یک ذره‌ی “تاریک” بررسی کردند. این اتفاق اگر بیافتد، یکی از هر ۱۰۰ واپاشی را شامل خواهد شد.


مقاله‌ی مرتبط: صبر کنید ببینم؛ قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟


آن‌ها نشان داده‌اند که اگر قرار است چنین ذره‌ای کاندیدی برای ماده‌ی تاریک باشد، جرمش بایستی فقط کمی کمتر از نوترون باشد. برخی سناریوهای فیزیکی حاکی از آن است که اختلاف جرم مذکور به شکل یک فوتون با انرژی بین ۰.۸ تا ۱.۷ مگا الکترون ولت ظاهر می‌شود؛ چیزی که به طور بالقوه می‌توان آن را شناسایی کنیم.

اگر من متقاعد شوم که واقعاً یک واپاشی خلاف قاعده‌ی نوترون وجود دارد و برای یک وضعیت خارجی چند واپاشی ضروری است، سؤالی ۶۴,۰۰۰ دلاری که مطرح می‌شود این است: چرا این وضعیت تقریباً دقیقاً جرمی برابر یک نوترون دارد؟

جواب این سؤال شاید پشت نظریاتی نهفته باشد که مدل‌های ماده‌ی تاریک نامتقارن نام دارند. نظریاتی که در آن‌ها نوترون‌ها و ذرات ماده‌ی تاریک، جرم‌های برابر کردنی‌ای دارند؛ چون در عالم اولیه با پروسه‌های مشابهی تولید شده‌اند. چنین مدل‌هایی اگر توسط دانشمندان به صورت آزمایشی راستی‌آزمایی شود، بیشتر از این‌ها مطرح خواهد شد.

علی تقی‌زاده


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *