[ad_1]

بیشتر از ستاره شناسان در دهه 1980 به اجماع رسید که بیشتر جرم در جهان قابل مشاهده نیست – که “ماده تاریک” باید به کهکشان ها بچسبد و به طور گرانشی جهان را به طور کلی مجسمه کند – آزمایشگران ذرات نامقدس را شکار کرده اند.

داستان اصلی ، چاپ مجدد با اجازه از مجله کوانتا، یک نشریه مستقل تحریریه بنیاد سیمونز ، که مأموریت آن بهبود درک عمومی از علم با تأمل در تحولات تحقیق و روندهای ریاضیات و علوم فیزیکی و زندگی است.

آنها ابتدا به دنبال شکل سنگین و کندی از ماده تاریک بنام ذرات عظیم متقابل ضعیف ، یا WIMP ، مورد علاقه اولیه برای از دست دادن ماده فضایی قرار گرفتند ، زیرا می تواند معمای غیر مرتبط دیگری را در فیزیک ذرات حل کند. در طول دهه ها ، تیم های فیزیکدان اهداف بزرگتری را به صورت بلورهای عظیم و کوزه های چند تنی مایعات عجیب و غریب تعیین کرده اند ، به این امید که حرکات نادر یک اتم را هنگام برخورد WIMP به آن بگیرند.

اما این آشکارسازها ساکت مانده اند و فیزیکدانان به طور فزاینده ای طیف وسیع تری از گزینه ها را در نظر می گیرند. در پایان سخت ، آنها می گویند که ماده نامرئی جهان می تواند در سیاهچاله های سنگین ستاره ها جمع شود. در انتهای دیگر ، ماده تاریک می تواند با ذره ای ریز از هزاران ، تریلیون ، تریلیون بار سبکتر از الکترون منتشر شود.

با فرضیه های جدید ، روش های جدیدی برای کشف وجود دارد. کاترین زورک ، فیزیکدان نظری در انستیتوی فناوری کالیفرنیا گفت که اگر آزمایش های فعلی WIMP چیزی نبیند ، “پس فکر می کنم قسمت قابل توجهی از این رشته وجود داشته باشد که به این نوع آزمایشات جدید منتقل شود.” “

کار در حال حاضر آغاز شده است. در اینجا برخی از جبهه های جدید در جستجوی ماده تاریک وجود دارد.

بین الکترون و پروتون

WIMP ها وزن کافی دارند تا بتوانند در هر زمان یک اتم کامل را پوشش دهند. اما در صورت روشن شدن ماده تاریک ، برخی از آزمایشگران سنجاق بولینگ کوچکتر می گذارند.

باران نرمتر ذرات ماده تاریک با وزنی کمتر از پروتون ها می تواند باعث از بین رفتن الکترون ها از اتمهای میزبان آنها شود. اولین آزمایشی که به طور خاص برای گرفتن این ماده تاریک طراحی شده است ، ابزار تجربی Sub-Electron-Noise Skipper CCD Sensei (Sensei) است ، که از فناوری مشابه دوربین های دیجیتال برای تقویت سیگنال های الکترون های آزاد شده به طور غیر منتظره در مواد استفاده می کند.

وقتی یک نمونه اولیه سنسی فقط با یک دهم گرم سیلیکون روشن شد ، ماده تاریکی پیدا نکرد. با این حال ، نتایج این تیم که در سال 2018 منتشر شد ، بلافاصله برخی از مدل ها را رد کرد.

تین-تین یو ، فیزیکدان دانشگاه اورگان و عضو همکاری سنسی گفت: “ما فقط محدودیت های موجود در جهان را وارد کردیم و آنها را داشتیم” ، زیرا قبلا محدودیتی وجود نداشت.

آخرین نتایج حاصل از نسخه 2 گرمی سنسی این مرزها را از بین می برد و اکنون یو و همکارانش در حال آماده سازی برای استقرار یک نسخه 10 گرمی در آزمایشگاه زیرزمینی در کانادا هستند ، به دور از اشعه کیهانی مزاحم. گروه های دیگر در حال طراحی آزمایش های کم هزینه جایگزین با هدف همان میوه های کم حلق آویز هستند.

سبک می شود

اگر ماده تاریک نسبت به بار الکتریکی هنوز سبک تر یا کور باشد ، ممکن است در آزاد سازی الکترون از کار بیفتد. زورک طوفان مغزی خود را از طریق روشهایی انجام داد که حتی این کلاهبرداران با تأثیر بر رفتار گروههای ذره ای به حضور خود خیانت می کنند.

به عنوان مثال ، یک بلوک سیلیکون را به عنوان یک تشک با فنرهایی که نشان دهنده هسته های اتمی هستند ، در نظر بگیرید. زورک می گوید این یک چهارم تشک برمی گردد و اگرچه هیچ فنری حرکت چندانی نخواهد کرد ، اما سکه می تواند باعث عبور یک موج از چشمه های زیادی شود. در سال 2017 ، او پیشنهاد کرد که یک تداخل مشابه در اثر تعامل با ماده تاریک می تواند امواج صوتی ایجاد کند که می تواند سیستم را کمی گرم کند.

یک پروژه در این مسیر ، Tesseract ، در حال حاضر در زیرزمینی در دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی در حال انجام است و بدنبال امواج ذرات تاریک شبیه وزن ذرات معلق است. با این حال ، ابرساخت های حساس آینده می توانند ذراتی را تا هزار برابر سبکتر پیدا کنند.

اما حتی احتمال بیشتری برای ذرات لیلیپوت وجود دارد. محور – جسمی به قدری سبک که موجی است تا ذره ای – می تواند حاوی ماده تاریکی باشد و در عین حال رمز و راز نیروی هسته ای قوی را حل کند. آزمایش Axion Dark Matter Experiment (ADMX) اخیراً شروع به اسکن محورهایی می کند که به یک جفت فوتون در یک میدان مغناطیسی قدرتمند متلاشی می شوند و چندین جستجوی مشابه انجام شد.

برخی از آزمایشات بر روی موارد سبک تر نیز تمرکز دارند. سبک ترین ، که می تواند ماده تاریک باشد ، حدود یک هزارم تریلیون تریلیونم جرم الکترون است – که در نتیجه ذره ای شبیه موج بسیار کم انرژی ، با طول موج به اندازه یک کهکشان کوچک است. اجسام سبک تر (و بنابراین طولانی تر) برای توجیه دلیل چسبیدن کهکشان ها به یکدیگر بسیار پراکنده هستند.

مدرکی از بالا

در حالی که آزمایشگران در حال آماده سازی نسل بعدی دستگاه هایی هستند که به دنبال تماس مستقیم با ماده تاریک هستند ، دیگران قصد دارند به دنبال آسمان ها برای نشانه های غیر مستقیم باشند.

[ad_2]

منبع: sadeh-news.ir