رد پای تازهای از ماده تاریک ثبت شد!
فیزیکدانان در تازهترین تلاش جهانی برای یافتن ماده تاریک با استفاده از آشکارسازهای ابررسانا که تا دمای نزدیک به صفر مطلق سرد شدهاند به حساسیتی بیسابقه دست یافتهاند.
به گزارش برنا، این دستاورد در قالب پروژه نوآورانه QROCODILE به رهبری دانشگاه زوریخ و دانشگاه عبری اورشلیم به ثبت رسیده و محدودیتهای تازهای را بر نحوه تعامل احتمالی ماده تاریک با ماده معمولی وضع کرده است؛ محدودیتهایی که میتوانند مسیر کشف یکی از اسرار دیرپای فیزیک را دگرگون کنند.
معمایی که همچنان بیپاسخ مانده است
ماده تاریک که تصور میشود حدود ۸۵ درصد جرم کل کیهان را تشکیل میدهد، نه نور منتشر میکند و نه جذب میکند؛ از اینرو تاکنون هیچ ابزار علمی نتوانسته آن را بهطور مستقیم آشکار کند. دانشمندان تنها با اثرات گرانشی آن بر کهکشانها و ساختارهای کیهانی از وجودش آگاه شدهاند. با وجود دههها آزمایش هنوز هیچ ذرهای از ماده تاریک بهطور قطعی مشاهده نشده است.
دستاورد اولیه QROCODILE
اکنون یک تیم بینالمللی از پژوهشگران گزارش دادهاند که در نخستین فاز آزمایشهای پروژه QROCODILE) مخفف رصدخانه برودتی با تفکیک کوانتومی برای برخوردهای ماده تاریک در انرژی پایین) نشانههای امیدوارکنندهای به دست آمده است. این همکاری گسترده علاوه بر دو دانشگاه اصلی، موسسه فناوری کارلسروهه (KIT)، دانشگاه کرنل و MIT را نیز دربر میگیرد.
آشکارسازی فوقحساس در دماهای غیرقابل تصور
هسته این پروژه یک آشکارساز ابررسانای بسیار پیشرفته است که میتواند کوچکترین انرژیهای رسوبکرده را اندازهگیری کند؛ انرژیهایی در حد ۰.۱۱ الکترونولت که میلیونها برابر کوچکتر از انرژیهایی است که در آزمایشهای معمول فیزیک ذرات ثبت میشوند. این سطح از حساسیت دریچهای تازه برای بررسی ماده تاریک سبک میگشاید؛ ذراتی بسیار کوچکتر از آنچه در پژوهشهای پیشین جستوجو شده بود.
پژوهشگران طی یک دوره آزمایشی ۴۰۰ ساعته در دماهای نزدیک به صفر مطلق، تعداد اندکی سیگنال غیرقابل توضیح ثبت کردند. هرچند هنوز نمیتوان این رویدادها را به ماده تاریک نسبت داد و احتمال اثر پرتوهای کیهانی یا تابشهای پسزمینه وجود دارد، اما همین دادهها امکان تعیین محدودیتهای جهانی تازه در زمینه تعامل ماده تاریک سبک با الکترونها و هستههای اتمی را فراهم کرده است.
قابلیت تشخیص جهت؛ گامی مهم در کشف قطعی
یکی از ویژگیهای برجسته QROCODILE توان بالقوه آن در تعیین جهت ورود سیگنالها است. از آنجا که زمین در حال حرکت در هاله کهکشانی است، انتظار میرود ذرات ماده تاریک از جهتی مشخص وارد شوند. ارتقای آینده این سامانه میتواند به دانشمندان کمک کند تا تفاوت میان سیگنالهای واقعی ماده تاریک و نویزهای تصادفی پسزمینه را تشخیص دهند؛ قابلیتی کلیدی برای یک کشف قطعی.
یونیت هوخبرگ از موسسه فیزیک راخا در دانشگاه عبری از پژوهشگران اصلی طرح میگوید: برای نخستین بار توانستیم محدودیتهای تازهای بر وجود ماده تاریک بسیار سبک اعمال کنیم. این یک گام نخست مهم برای اجرای آزمایشهای بزرگتر است؛ آزمایشهایی که میتوانند به کشف مستقیم ماده تاریک منجر شوند.
در مرحله بعد نسخه پیشرفتهتر پروژه با نام NILE QROCODILE توسعه خواهد یافت. در این فاز آشکارساز به محیطی زیرزمینی منتقل میشود تا از پرتوهای کیهانی محافظت شود. همچنین قرار است آرایههای بزرگتر، آستانههای انرژی پایینتر و پوششدهی محافظتی بهتری ایجاد شود؛ اقداماتی که میتوانند مرزهای دانش بشر در مورد جهان تاریک را بیش از پیش جابهجا کنند.
انتهای پیام/
