المادة المضادة يمكن أن تكون بوابة إلى "الكون المظلم" (فيديو)

المادة المضادة يمكن أن تكون بوابة إلى "الكون المظلم"

تتساءل دراسة نشرت في مجلة Nature المرموقة إن كان يمكن أن تكون المادة المضادة بوابة إلى الكون المظلم.

فيبدو أن قياسات الكون تشير إلى أن معظم كتلته "مادة مظلمة" ، وهي مادة غير مرئية تتفاعل مع المادة العادية من خلال قوانين الجاذبية ، ولكن لم يتم اكتشافها بشكل مباشر ، على الرغم من الجهود الكبيرة المبذولة لتجدها، ويحاول العلماء "اصطياد" المادة المظلمة من عدة جبهات، فيحاول فريق معين العثور على المحور ، مرشح المادة المظلمة ، اعتمادًا على الطريقة التي يتفاعل بها مع نوع من المادة يسمى المادة المضادة.

وربما تكون المحاور ثاني أكثر مرشح للمادة المظلمة شعبية بعد جسيمات تسمى WIMP ، أو الجزيئات الضخمة ضعيفة التفاعل، ولم يتم اكتشافها أيضًا، والمحاور هي جسيمات افتراضية من كتلة منخفضة بشكل لا يصدق، وقد أقترح العلماء أصلا لحل لغز فيزياء الجسيمات تسمى مشكلة CP القوية، وفي وقت لاحق ، أدركوا أن هذه الجسيمات يمكن أن تفسر الكتلة الإضافية الموجودة في الكون. المادة المضادة ، في الوقت نفسه ، مثل التوأم الشرير للمادة.

فكل جسيم دون الذري يحتوي على جسيم مضاد ، وهو صورة طبق الأصل له نفس الكتلة، ولكن من الشحنة الكهربائية المقابلة، والمادة المضادة ليست نادرة بشكل خاص وتحدث في العمليات النموذجية للانحلال الذري التي تحدث هنا على الأرض ، ولكن هناك مادة مضادة أقل بكثير من المادة في الكون ، والفيزيائيون ليسوا متأكدين تمامًا من السبب، ويقول "كريستيان سمورا"، الباحث في RIKEN في اليابان:" يفترض العلماء عمومًا أن المادة المظلمة تتفاعل مع المادة والمواد المضادة بالطريقة نفسها".

ويضيف سمورا: "لكن هذا الافتراض لم يتم اختباره تجريبياً حتى الآن ، لأن عمليات البحث عن المادة المظلمة في الفيزياء الذرية استخدمت فقط لتحقيقات المادة ، وليس تحقيقات المادة المضادة"، وربما تتفاعل المادة المضادة مع المادة المظلمة بطريقة لا تتفاعل بها المادة العادية، لذلك قام سمورا وزملاؤه الباحثون من اليابان وألمانيا وسويسرا والولايات المتحدة بدراسة البيانات المستقاة من تجربة باريون-أنتي باريون للتماثل (BASE) في سيرن في سويسرا، فينتج تباطؤ CERN antiproton ويبطئ "المادة المضادة" للبروتونات ، التي تسمى antiprotons ، وتقوم BASE بفخاخها في فراغ شديد.

وأجرى الفريق قياسات دقيقة لهذه البروتونات المضادة لمدة ثلاثة أشهر في عام 2017 ، لمراقبة الطريقة التي يتصرفون بها في مجال مغناطيسي. والآن ، أعاد العلماء فحص هذه البيانات ، بحثًا عن تغييرات في سرعة الدوران للبروتونات المضادة. لأن للجسيمات تدور فطري يجعلها نوعًا من الإصدار الكمي لأعلى الغزل، ويمكنها التفاعل مع المحاور ، وهو جسيم المادة الخفية المظلمة ، فيمكن أن يغيروا الطريقة التي يدورون حول محور دورانهم ، والطريقة التي يتمايلون فيها قبل السقوط.

وتتمتع استراتيجية البحث هذه بفائدة إضافية: إذا كانت المادة المظلمة تتفاعل بشكل مختلف مع المادة المضادة عن المادة العادية ، فقد يفسر ذلك سبب وجود مادة أكثر من المادة المضادة في الكون، وكما هو الحال دائمًا في عمليات البحث عن المادة المظلمة ، لم يجد الباحثون أي دليل على وجود محاور، لكن في عصر الفيزياء هذا الذي اكتُشفت فيه أشياء واضحة بالفعل ، يجب على العلماء قضاء الكثير من الوقت في اكتشاف الخصائص التي لا تملكها المادة المظلمة على أمل أن يظهر يومًا ما اكتشاف كل النتائج الفارغة.

وقال سمورا إن الفريق سوف يحسن الآن حساسية قياساته، لأن كل ما نعرفه عن المحاور هو أنها خفيفة للغاية ، ولكن هناك مجموعة كاملة من مدى الإضاءة ، إذا كانت موجودة، لذلك يستمر البحث عن المادة المظلمة ..

أقرأ أيضا