آشکارسازی سیگنالی مرموز توسط یک کاوشگر
یکی از راه‌های مطرح برای آشکارسازی غیر مستقیم ماده‌ی تاریک، آشکارسازی پرتو‌ها‌ی کیهانی است؛ اما چگونه و با چه شرایطی؟
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
تاریخ :
یکشنبه 1396/09/12 ساعت 14:12
آشکارسازی ماده‌ی تاریک موضوعی است که قرن‌ها فکر اختر‌فیزیک‌دانان را به خود مشغول کرده. برای اولین بار ستاره‌شناس سوئیسی، فریتس زوییکی، متوجه شد که جرم تمامی ذرات تشکیل‌دهنده‌ی یک خوشه‌ی کهکشانی، تنها یک درصد جرمی است که برای تأثیرات گرانشی اجزای این خوشه بر یکدیگر لازم است. یعنی برای جلوگیری از پاشیده شدن اجزای خوشه از یکدیگر، جرمی بسیار بیشتر از جرم دیده‌شده لازم است. دانشمندان از همین تأثیرات گرانشی که لازمه‌ی وجود کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی است، نتیجه گرفته‌اند که ماده‌ی تاریک وجود دارد.
نیروی حاصل از تاریکی کیهانی
منشأ تابش‌ها‌ی کیهانی، پدیده‌ها‌ی اختر‌فیزیکی هستند که احتمال رخ دادن آن‌ها بسیار زیاد است و همیشه در دسترس هستند. مانند انفجار‌ها‌ی ابرنو‌اختری که در هر ثانیه در گوشه‌ای از کهکشان اتفاق می‌افتند. با این وجود، اگر واقعا ماده‌ی تاریک از ذرات ضعیف برهمکنش کننده تشکیل شده باشد، این ذرات باید هر چند وقت یکدیگر را نابود کنند و به زوج الکترون-پوزیترون (پاد‌ماده‌ی الکترون) تبدیل شوند. سپس این زوج‌ها‌ی الکترون-پوزیترون تولیدشده، می‌توانند به‌عنوان موادی اضافه بر مواد تولیدشده توسط پدیده‌ها‌ی اختر‌فیزیکی، خود را نشان دهند و آشکارسازی شوند.کاوشگر DAMPE، در ۵۳۰ روز اول کار خود توانست ۱.۵ میلیون جفت الکترون-پوزیترون بالای حد آستانه‌ی انرژی معمول را آشکار کند. دانشمندان معمولا انتظار دارند که یک خمیدگی ملایم از ذرات نسبت به انرژی ببینید؛ اما آزمایش‌ها‌ی اخیر نشان می‌دهند که ناهجاری شدیدی در این منحنی دیده می‌شود. اهممیت این داده‌ها از جهتی است که این ناهجاری‌ها را تأیید می‌کند. به گفته‌ی چانگ جین، رهبر مؤسسه‌ی علوم چین (PMO):
این می‌تواند نشانه‌ای از وجود ماده‌ی تاریک باشد. همچنین ناهنجاری‌ها‌ی شکل‌گرفته در انرژی می‌تواند یک منبع دیگر برای پرتو‌ها‌ی کیهانی ایجاد کند.
جین در گزارش دیگری گفت:
ناهنجاری‌ها‌ی بسیار شدیدی در مقیاس انرژی‌ها‌ی بالا دیده می‌شود؛ به‌صورتی که انرژی دائما بالا و پایین می‌شود. این مشاهدات، با علم فیزیک امروز قابل توجیه و توضیح نیست.
او همچنین به این نکته اشاره کرد که کاوشگر DAMPE برای یک پروژه‌ی سه ساله انتخاب شده بود که به لطف سرعت کم در عملکرد فضا‌پیما و دستگاه‌ها‌ی مربوط به آن، پروژه پنج سال طول می‌کشد.
با توجه به گزارش مجله‌ی Science و گفته‌ها‌ی اختر‌فیزیک‌دان دانشگاه پرینستون، دیوید اسپرگل، با اینکه هیچ ضمانتی وجود ندارد که DAMPE بتواند معما‌ی ماده‌ی تاریک را حل کند، این پروژه‌ی چینی برای حل معما‌ی ماده‌ی تاریک می‌تواند اطلاعات زیادی درباره‌ی تابش‌ها‌ی کیهانی، ابرنو‌اختر‌ها و پالسار‌ها به ما بدهد.منبع:زومیت