نظریهای که نگاه ما به مادهی تاریک را تغییر داد
نظریهای جدید دربارهی مادهی تاریک
مجله علمی ایلیاد - پروفسور «جان ترنینگ» و دکتر «کریستوفر ورهارن» از دانشگاه کالیفرنیا، کاندیدای جدیدی برای مادهی تاریک پیشنهاد دادهاند؛ «تکقطبی تاریک». آنها راهی برای تشخیص مادهی تاریک نیز پیشنهاد کردهاند. فیزیکدانان گمان میکنند که مادهی تاریک از ذراتی نامرئی ساخته شده است که نور را منعکس و جذب نمیکنند، ولی میتوانند نیروی گرانش داشته باشند. آزمایشهای متعددی در اقصینقاط دنیا برای تشخیص و مطالعهی این ذرات انجام شده است.
پروفسور ترنینگ، میگوید: «ما هنوز نمیدانیم مادهی تاریک چیست. کاندیدای اصلی این ماده برای مدتهای طولانی ذرات سنگین با فعل و انفعالات ضعیف یا «WIMP» بوده است، ولی بهنظر میرسد این کاندیدا نیز به طور کامل از دور خارج شده است.» یکی از جایگزینهای مدل WIMP، شکلی از الکترومغناطیس تاریک است که شامل فوتونها و دیگر ذرات تاریک میشود. فوتونهای تاریک اتصال ضعیفی با فوتونهای معمولی خواهند داشت. پروفسور ترنینگ و دکتر ورهارن بخش جدیدی به این ایده افزودهاند؛ یک تکقطبی مغناطیسی تاریک که با فوتونهای تاریک دارای فعل و انفعالات است. در دنیای میکروسکوپی، آهنرباها همیشه دو قطب دارند؛ شمال و جنوب. تکقطبی در واقع ذرهای است که مانند یک سمت آهنربا عمل میکند.
دانشمندان میگویند: «به همان شکلی که فعل و انفعالات بین الکترونها و فوتونها با تکقطبیها بهوسیلهی تئوری پیشبینی میشود، تکقطبیهای تاریک نیز با فوتونها و الکترونهای تاریک دارای فعل و انفعال هستند. این فعل و انفعالات راهی را برای تشخیص این ذرات تاریک بهدست میدهند.» در سال ۱۹۳۱، «پل دیراک» انگلیسی پیشبینی کرد که اگر یک الکترون در نزدیکی یک تکقطبی حرکت کند، در تابع موج آن تغییر فاز رخ میدهد. از آنجا در تئوری کوانتومی، الکترونها هم به شکل ذره وجود دارند و هم به شکل موج، یک الکترون میتواند به هر طرفی از تکقطبی عبور کند و در نتیجه در طرف دیگر آن دارای فاز جدیدی باشد.
این الگو به این معنی است که اگر یک الکترون از اطراف یک میدان مغناطیسی عبور کند و از خود میدان نیز عبور نکند، تحت تاثیر آن قرار میگیرد. دانشمندان میگویند: «ما تکقطبی تاریک را تشخیص میدهیم، زیرا میتواند فاز الکترونهای عبوری از آنجا را تغییر دهد. از نظر تئوری، ذرات مادهی تاریک در همهی زمانها در حال عبور از ما هستند. برای اینکه این ماده در مدل ما قابل تشخیص باشد، باید تکقطبی توسط خورشید برانگیخته شده باشد. پس از آن، چند ماه طول میکشد تا این تکقطبیها با سرعت ۱۰۰۰ برابر سرعت نور به زمین برسند.»