انتشار این مقاله


فوتون تاریک: در جست‌وجوی دروازه‌ای به سوی دنیای تاریک

شاید فیزیکدانان بتوانند به جای ور رفتن با ماده تاریک، با دست‌یابی به نوعی نیروی تاریک دریچه‌ای به سوی دنیای تاریک بگشایند!

به نظر می‌رسد جهان سرشار از ماده تاریک است، چنان که مقدار این ماده تاریک، شش برابر ماده عادی برآورد شده است. این ماده را نمی‌توان به سادگی مشاهده کرد، ولی با این وجود، اثرات بسیار واضحی روی جهان اعمال می‌کند، مانند خمیده نمودن نوری که از کهکشان‌های دوردست می‌رسد. علی‌رغم تحقیقات گسترده‌ای که در این زمینه صورت گرفته، هیچ نوع نشانه‌ای از ماهیت ذره‌ای ماده تاریک که بتواند چنین اثراتی را توجیه نماید، یافت نشده است.

شاید فیزیک‌دانان بتوانند به جای ور رفتن با ماده تاریک، با دست‌یابی به نوعی نیروی تاریک دریچه‌ای به سوی دنیای تاریک بگشایند! این فوتون تاریک هم‌ارز فوتون در دنیای ماده تاریک بوده و واسطه‌ای است که ذرات ماده تاریک می‌توانند از طریق آن با یک‌دیگر برهمکنش داشته باشند. پژوهشگران هم‌اکنون در جست‌وجوی چنین ذره‌ای (فوتون تاریک) هستند که بر اساس آخرین نتایج حاصل از برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) در ژنو سوئیس، تا کنون یافت نشده است. ولی جست‌وجو هم‌چنان جریان دارد و بسیاری از فیزیک‌دانان هم به نظر هیجان‌زده می‌رسند!


مقالۀ مرتبط: ماده‌ی تاریک شاید همان نوترون مرده باشد!


دانشمندان از روش‌های عدیده‌ای – نظیر مخازن زنون مایع – به منظور دست‌یابی مستقیم به ذرات ماده تاریک بهره برده‌اند، که تا کنون ثمری نداشته است. فوتون تاریک ماجرای ماده تاریک را یک پله بالاتر خواهد برد، چرا که وجود چنین ذره‌ای به معنی وجود دنیای تاریکی است که توسط نیروهای تاریک هدایت می‌شود (این سناریوی یک بازی نقش‌آفرینی نیست!).

مایک ویلیامز (Mike Williams)، از محققین حاضر در این مطالعه، طی مصاحبۀ خود با Gizmodo اذعان نمود:

ما چیز زیادی از ماده تاریک نمی‌دانیم. یکی از چالش‌برانگیزترین پرسش‌هایی که مطرح شده، چگونگی برهمکنش ذرات ماده تاریک با یک‌دیگر است. فضا بی‌نهایت گسترده است.

فارغ از جملۀ کلیشه‌ای “کشف چنین ذره‌ای می‌تواند آغازگر عرصۀ جدیدی از مطالعات باشد”، ویلیامز هم‌چنین اظهار داشت که “جست‌وجوی این ذره نوعی وظیفه است”. وی امیدوار است که برخوردهای فشار قوی پروتون که در برخورددهنده هادرونی بزرگ صورت می‌گیرد به تولید فوتون تاریک منجر شود که خود در طی فروپاشی به ذره‌ای به نام میون و پادذره آن تبدیل می‌شود. اما راه‌های آشکارتری نیز برای حاصل شدن دو میون وجود دارد. جست‌وجوی چنین ذره‌ای مانند این است که در کارخانۀ آب‌نبات‌سازی، از طریق مقایسه نمودن محتوای بستۀ آب‌نباتی در داخل جعبۀ آب‌نبات، با تولیدی معمول کارخانه از موجود بودن آب‌نبات در داخل آن بسته مطمئن شویم!


مقالۀ مرتبط: توموگرافی میون چیست؟


آزمایش‌های فیزیک ذره‌ای به قدری اطلاعات ثبت می‌کند که برای آن نوعی رهاساز در نظر گرفته شده، بدین معنی که یک سری آشکارگر بر اساس پارامترهای از پیش تعریف شده، تعیین می‌کنند که اطلاعات حاصل از برخوردها ذخیره شده و یا تماماً پاک‌سازی شوند. LHCb یکی از مطرح‌ترین پروژه‌هایی است که در شتاب‌دهندۀ ذره‌ای سرن سوئیس (همان LHC) کلید خورده است. دانشمدان با به‌روزرسانی طرح جمع‌آوری اطلاعات، به رهاساز این قابلیت را داده‌اند که فقط اطلاعات مورد نیاز را ذخیره‌سازی نماید. اطلاعات مورد نیاز برای این پروژه، رویدادی است که به تشکیل دو میون منجر شود، بنابراین اطلاعات مربوط به تمام رویدادهای با این مشخصات ذخیره‌سازی می‌شود.

محققان پس از بررسی اطلاعات موفق به یافتن هیچ‌گونه فوتون تاریکی در بازۀ جرمی بین ۱۰ تا ۷۰ گیگا الکترون ولت (GeV) نشدند که بتواند بلافاصله به یک جفت میون فرو پاشیده شود (بوزون هیگز وزنی در حدود ۱۲۵ گیگا الکترون ولت دارد). آن‌ها هم‌چنین نتوانستند سیگنالی از ذرات با طول عمر بالاتر – و وزنی بین ۲۱۴ تا ۳۵۰ مگا الکترون ولت – بیابند (پروتون وزنی در حدود ۱۰۰۰ مگا الکترون ولت دارد). این اولین مطالعه‌ای محسوب می‌شود که با هدف کشف فوتون تاریک با نیمه عمر بالا صورت گرفته است. نتایج این مطالعه در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده است.

میلاد شیرولیلو


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید