شناسایی جرمی بسیار جالب توسط کاوشگر چینی

 

مجله علمی ایلیاد - جستجو برای ماده‌ی تاریک ادامه دارد، اگرچه کاوشگر چینی «DAMPE» به چیز جالبی در دستگاه‌هایش دست پیدا کرد که نشان از نزدیکی ما به اکتشافی بزرگ حکایت دارد.

خیر، ما هنوز ماده‌ی تاریک را پیدا نکرده‌ایم، اما چیزی را که نشانی از آن به ما بدهد، کشف کرده‌ایم. بدین ترتیب، ما گامی دیگر برای کشف این ماده‌ی مرموز که بیشتر کیهان را تشکیل می‌دهد، نزدیک شده‌ایم. آنچه که گروه تحت رهبری آکادمی علوم چین، به آن دست پیدا کرد، ناهنجاری جالب توجهی در خوانش بیش از ۱.۵ میلیون الکترون و پوزیترون، توسط DAMPE است که با کیفیتی بی‌سابقه و کم‌ترین نویز پس‌زمینه به‌دست آمده است.

«چانگ جین» اخترفیزیکدان و یکی از اعضای گروه در مصاحبه‌ای خبری گفت: «این کشف شاید شواهدی از ماده‌ی تاریک باشد. البته این احتمال نیز می‌رود که ناهنجاری فوق در اثر منبع دیگری از انرژی پرتوی کیهانی به‌وجود آمده باشد.»

دانشمندان امیدوار هستند با اندازه‌گیری انرژی الکترون‌ها میزان اضافی را شناسایی کنند که می‌تواند در اثر ذرات بزرگ دارایِ برهم‌کنش ضعیف «WIMPs» به‌وجود آمده باشد. این ذرات یکی از نشانه‌های فرضی ماده‌ی تاریک برشمرده می‌شود.

وقتی تعداد این ذرات در مقابل انرژی آن ذرات ترسیم شود، باید منحنی مسطحی حاصل آید، اما DAMPE شکستی در این شکل تشخیص داده است. از دیدگاه فنی، آن‌را «شکست طیفی» می‌نامند. اگرچه که ما قبلاً به اندازه‌گیری‌های غیرمستقیمی از آن دست زده‌ایم، اما این اولین‌بار است که چنین تصویری به‌طور مستقیم دیده شده است. یافته‌ها حاکی از آن است که چیزی با این سیگنال‌های انرژی، وارد مداخله می‌شود؛ شاید فروپاشی ماده‌ی تاریک باشد.

اما همان‌طور که همواره مرسوم است، دانشمندان برای اینکه با قطعیت در این زمینه لب به سخن بگشایند، به داده‌های زیادی نیاز دارند. خوشبختانه، DAMPE باید به مدت ۵ سال دیگر یا بیشتر، به کارهای تحقیقاتی‌اش ادامه بدهد و ۱۰ میلیارد پرتوی کیهانی دیگر را هم بررسی کند. پس ما این شانس را خواهیم داشت تا به درک عمیق‌تری از تصویر عجیب در منحنی‌های انرژی برسیم.

دانشمندان هنوز به‌طور دقیق نمی‌دانند که ماده‌ی تاریک چیست و شاید DAMPE برای پاسخگویی به این سوال گام‌های موثری بردارد؛ اما بر طبق مشاهدات ما از گرانش، ماده‌ی موجود در جهان و نحوه‌ی خمیدگی نور در فضا، اکثر کارشناسان موافق‌اند که باید چیز دیگری در فضا وجود داشته باشد تا قوانین فیزیک نقض نشود.

با این حال، مشاهده‌ی غیرمستقیم نیز کار واقعاً دشواری است. با وجود کاوشگر DAMPE در فضا، شناساگر «XENON1T» در اعماق زمین در ایتالیا هم درصدد شناسایی نشانه‌های ضعیفی از ماده‌ی تاریک است. به مانند کاوشگر DAMPE، این شناساگر ایتالیایی نیز در جستجوی ذرات گریزان «WIMP» است که ما اطلاعات چندانی درباره‌ی آن ذرات نداریم. امید است با اندازه‌گیری قطعی اثر ماده‌ی تاریک بر ماده‌ی واقعی، خودمان موفق به مشاهده‌ی آن شویم.

یکی از محققان به‌نام «فان یی ژونگ» می‌گوید: «در کنار داده‌های حاصل از آزمایش‌های پس‌زمینه ریزموج کیهانی، اندازه‌گیری‌های پرتو گاما و سایر تلسکوپ‌های اخترشناسی، داده‌های کاوشگر DAMPE نیز می‌تواند نقش مفیدی در شفاف‌سازی رابطه‌ی میان ناهنجاری پوزیترون و نابودی یا فروپاشی ماده‌ی تاریک داشته باشد.»

یافته‌های این مطالعه در مجله‌ی Nature منتشر شده است.

 

نوشته: دیوید نیلد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد