Skip to content

راز ماده تاریک- ذرات بزرگ و ذرات سیاره سان

پارس دانش : آسیمنا  آروانیتاکی،  Asimina Arvanitaki  استاد ارشد فیزیک نظری موسسه فیزیک نظری در  واترلو کانادا ، در مورد حل رمز و راز ماده تاریک.می گوید: “ما تمایل داریم ذرات را به اندازه ی خیلی  کوچک اندازه گیری کنیم، اما از لحاظ نظری، هیچ دلیلی وجود ندارد که آنها به اندازه یک کهکشان بزرگ نباشند.

آروانیتاکی به دانیل کازین  دانش پژوه جدید  خود  گفت: “در ابتدا، ما فکر می کردیم این خنده دار است.”

اما من متعجب نشدم،  چطور می توانید به این ایده پاسخ دهید که سیاهچاله ها (مانند سیاه چاله ی کهکشان را شیری خودمان)  باعث ایجاد ابرهای چرخشی از ذراتی به اندازه ی سیاره می شوند که می تواند ماده تاریکی باشد که  کهکشان را نگه می دارد؟ ”

اگرچه بهترین تصویر ما از ماده و عملکرد  آن یک دستاورد باشکوه است و توصیف آن به این معنی است که تمام ذرات شناخته شده و سه نیرو  از چهار نیروی بنیادی  در مجموعه معادلات مرتبی قرار می گیرند که کاملا دور از دسترس نیست.

تمام ذرات بنیادی که تا به امروز شناسایی شده اند  در یک نظریه  دقیق به نام “مدل استاندارد” شناخته می شوند. قطعه نهایی این نظریه در سال ۲۰۱۲ هنگامی که فیزیکدانان با کمک شتاب‌دهنده ی بزرگ هادرونی  ، نزدیک ژنو سوئیس که بزرگترین شتاب دهنده ذرات در جهان است  وجود بوزون هیگز را تایید کردند.

مدل استاندارد;i  آروانیتاکی از آن یادکرد پیش ۳۰ سال پیش ارائه شده است و  توصیف پدیده هایی را از مقادیر زیر اتمی تا  مقیاس های کهکشانی  ارائه می دهد  و با دقت ۱۲ رقم اعشار  این مدل آزمایش شده است

دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که مدل استاندارد برای تأیید همه چیزهایی که مشاهده می کنند، از جمله ماده تاریک(ماده اسرارآمیزی  که اخترشناسان تعیین کرده اند بزرگترین عالم ماده را تشکیل می دهد) کافی نیست. دانشمندان امیدوارند  که کشف هیگز  ،  ذرات دیگری  که  تا کنون مبهم بوده است و با خواص ماده تاریک مطابقت دارند را آشکار کند.

سیاهچاله به عنوان یک آشکار ساز

آروانیتاکی همچنین می گوید: “ممکن است ما بتوانیم سیاهچاله ها را به عنوان  آشکارسازهای ذره هایی از انواع مختلف، استفاده کنیم. ”

بسیاری از نظریه پردازان ذره متقاعد شده اند که LHC شواهدی را برای نظریه ی  ابر تقارن را به ارمغان می آورد،  ایده ای  زیبا که تقریبا توضیح  همه چیز را ارائه می کند از جمله رمز و راز ماده تاریک را می تواند آشکار کند، این کار را با معرفی یک ذره ی دوقلوی سنگین برای هر ذره معروف انجام می دهد  اما جای این نوع ذرات هنوز خالی  است، و جستجو ادامه دارد اما برای رسیدن به این نوع ذرات شاید لازم باشد که از شتاب دهنده ی غول پیکرتری استفاده کنیم.

بنابراین، آروانیتاکی، هنگامی که  که یک دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا بود، در مورد ذراتی  که توسط فیزیک پیشنهاد شده بود و نمی توانست توسط LHC آشکار شود، مطالعه می کرد و  باعث شد که او به آکسیون ها (ذرات فرضی که برای حل معمای مشکل شناخته شده ی بار-پاریته  در دهه ۱۹۷۰ پیشنهاد شده بود)برسد. 

آکسیون ها  فوق سبک هستند و بار الکتریکی و  اسپین صفر دارند اما  با نیروی سراسری که ایجاد می کنند  می توانند کاندیدایی برای ماده تاریک باشند ولی مشکل اینجاست که نیرویی که آن ها حمل می کنند به طور بسیار ضعیف با دیگر ذرات برهم کنش می کنند، و ذراتی که این نیرو با آن ها بر هم کنش می کند،  LHC  قادر به نشان دادن آن ها نیست.

ادامه دارد ….

ترجمه : وحید صادقی

استفاده با ذکر منبع بلامانع است.

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *