جنرال لواء

يعطي كاشف المادة المظلمة الأكثر حساسية في العالم نتائج أولية للباحثين


تشكل المادة المظلمة تقريبًا 85 بالمائة من عالمنا ومع ذلك لا يمكن لأحد "رؤيته". إنها مسؤولة عن ثني الضوء ، والتأثير على جاذبية الأجسام القريبة ، وتعديل شكل المجرة. يتفق معظم الفيزيائيين على أنها أكثر وفرة بخمس مرات من المادة العادية. يتطلب فهم المادة المظلمة من العلماء تطوير تقنيات لم يسبق استخدامها من قبل. ابتكرت جامعة زيورخ أكثر أجهزة الكشف عن المادة المظلمة حساسية في العالم للعثور على بعض الإجابات. يستخدم XENON1T وعاء ضخم (3.2 طن) من الزينون السائل ربما لتوثيق المادة المظلمة لأول مرة على الإطلاق. تم دفن الخزان الضخم في جبل في غران ساسو بإيطاليا.

المجموعة الأولى من النتائج موجودة - لا يوجد دليل على المادة المظلمة بعد. بالنسبة لفريق XENON Collaboration ، فإن أفضل الأخبار هي أن الجهاز يعمل بالفعل.

قالت لورا بوديس ، الأستاذة في معهد فيزيك بجامعة زيورخ ، في مقابلة: "أعتقد أن الشيء الأكثر إثارة هو حقيقة أن الكاشف يعمل كما نتوقع".

[مصدر الصورة: إنريكو ساكيتي /جامعة شيكاغو ]

تعاون XENON يعتمد على معرفة 135 باحثا من جميع أنحاء العالم. يأتي هؤلاء الخبراء من دول من بينها الولايات المتحدة والإمارات والبرتغال وفرنسا وألمانيا. كانوا يأملون أن تتفاعل خصائص الزينون الكيميائية مع جسيمات المادة المظلمة.

قال لوكا غراندي ، الأستاذ المساعد للفيزياء في جامعة شيكاغو وعضو XENON Collaboration: "الرعاية التي نوليها لكل تفاصيل الكاشف الجديد تؤتي ثمارها أخيرًا". "لدينا إمكانات اكتشاف ممتازة في السنوات القادمة بسبب البعد الهائل لـ XENON1T وخلفيته المنخفضة بشكل لا يصدق. تسمح لنا هذه النتائج المبكرة بالفعل باستكشاف مناطق لم يتم استكشافها من قبل."

[مصدر الصورة: روبرتو كوريري وباتريك دي بيريو / جامعة شيكاغو]

يعتقد الفيزيائيون أن جسيمات المادة المظلمة لن تتفاعل إلا مع نوى ذرات المادة العادية. وحتى مع ذلك ، من المتوقع أن تكون ردود الفعل هذه ضعيفة للغاية. يتوقع فريق XENON أن جسيمات المادة المظلمة ستضرب نوى الزينون وتقطع إلكترونًا. سيقومون بعد ذلك بقياس الوقت بين إشارة الفوتون والإشارة الثانوية من الإلكترون الذي "يغادر" التجربة. سيؤدي ذلك إلى وميض صغير من الضوء ، والذي سجله العلماء بعد ذلك.

الزينون - الرقم الذري 54 عديم اللون والرائحة والكثيف - يبدو وكأنه المادة المثالية للكاشف. إنه ينتج أقل محتوى إشعاعي ممكن ، مما يجعل التعرف على أصوات تداخل الجسيمات أسهل قليلاً.

قال كريستوفر تونيل ، الزميل في معهد كافلي للفيزياء الكونية بجامعة شيكاغو: "في كل مرة نشغل فيها كاشفنا لفترة أطول أو نجعله أكبر ، نستكشف المزيد من مساحة المعلمة". "يمكنك القول أن المادة المظلمة ليست هذا أو أنها ليست كذلك."

تعمل إيلينا أبريل كمتحدثة باسم المشروع بالإضافة إلى كونها أستاذة في جامعة كولومبيا. قالت إن النتائج بعيدة كل البعد عن أن تكون مخيبة للآمال ، خاصة وأنهم لم يتوقعوا أن يقوم XENON1T بإعادة المعلومات قريبًا.

وقالت: "أفضل الأخبار هي أن التجربة تستمر في تجميع البيانات الممتازة ، والتي ستسمح لنا باختبار فرضية WIMP (الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل) في منطقة الكتلة والمقطع العرضي مع الذرات العادية كما لم يحدث من قبل". Phys.org. "بدأت للتو مرحلة جديدة في السباق لاكتشاف المادة المظلمة باستخدام أجهزة الكشف الضخمة ذات الخلفية المنخفضة للغاية على الأرض مع XENON1T. نحن فخورون بأن نكون في طليعة السباق مع هذا الكاشف المذهل ، وهو الأول من نوعه."

وأشار تونيل أيضًا في مقابلة مع جامعة شيكاغو إلى أن رؤية زينون "يقود التهمة" تلهمه.

قال تونيل: "لقد كان جهدًا كبيرًا ومركّزًا ورؤية XENON1T مرة أخرى على خط المواجهة يجعلني أنسى الأيام التي لا تنتهي التي أمضيتها بجوار زملائي للنظر في المؤامرات والتوزيعات". "ليس هناك إثارة أفضل من قيادة الطريق في معرفتنا بالمادة المظلمة للسنوات القادمة."

راجع أيضًا: CERN تبدأ البحث عن "فوتون غامق" بعيد المنال


شاهد الفيديو: Dark matter: The matter we cant see - James Gillies (شهر نوفمبر 2021).