یافتن ماده تاریک با استقرار ساعتهای اتمی در نزدیکی خورشید


دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که ساعت‌های اتمی را به نزدیکی خورشید بفرستند تا به جستجوی ماده تاریک بپردازد، چرا که پیش‌بینی می‌شود این ماده مرموز در آن ناحیه در بیشترین چگالی خود باشد و ماده تاریک که فوق سبک است، دارای خواص موج مانندی است که می‌تواند بر عملکرد این ساعت‌ها تأثیر می‌گذارد.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، آزمایش جدید پیشنهادی با سازنده ماده تاریک از ساعت‌های اتمی برای جستجوی نشانه‌هایی از آن در نزدیکی خورشید استفاده می‌کند، جایی که پیش‌بینی می‌شود این ماده مرموز در بیشترین چگالی پیدا شود.

در حالی که بسیاری از آزمایش‌ها روی زمین برای شناسایی ماده تاریک انجام شده است، این ماده مرموز همچنان گریزان و ناشناخته است. اکنون فیزیکدانان آزمایش را پیشنهاد می‌کند که سعی می‌کند سیگنال‌هایی را با ارسال ساعت‌های اتمی به جایی که ماده تاریک باید در بالاترین حد خود باشد، یعنی در نزدیکی خورشید پیدا کند.

ماده‌ای که ما هر روز در اطراف خود می‌بینیم، تنها حدود 15 درصد از جرم جهان هستی را می‌دهد و 85 درصد دیگر را به ماده‌ای عجیب و نامرئی نسبت می‌دهند که نور را بازتاب نمی‌دهد یا آن را ساطع نمی‌کند، از این رو به نام شبحوار آن را می‌کند. ، ماده تاریک است. با این حال، این ماده حضور خود را از طریق فعل و انفعالات گرانشی خود با نور و ماده می‌دهد و شواهد وجود آن روز به روز در حال افزایش است.

با این، به طرز ناامیدکننده‌ای، تشخیص مستقیم آن حال چند دهه جستجو از تحقیقات می‌کند.

بر اساس پیش‌بینی‌های مدل‌های مختلف، آزمایش‌هایی برای تشخیص ماده تاریک بر اساس ویژگی‌هایی که ممکن است وجود داشته باشد، انجام شود. متداول‌ترین موضوع این است که یک مخزن عظیم از یک ماده که می‌سازد را در اعماق زمین دور از یک تداخل قرار دهند و منتظر باشند ذره ماده تاریک به هسته‌ای در این مخزن برخورد کند.

آزمایش‌های دیگر نیز به دنبال عناصر الکترومغناطیسی این ماده هستند که پیش‌بینی می‌شود برخی از ذرات ماده تاریک فرضی ایجاد کنند.

هیچ یک از این آزمایشات هیچ نشانه‌ای از ماده تاریک نیافته‌اند، اما شاید به این دلیل است که ما در مکانی اشتباه یا زمین به جستجوی آن پرداخته‌ایم، که مدل‌ها نشان می‌دهند که بالاترین چگالی ماده خورشیدی در منظومه شمسی دقیقاً نزدیک است، بنابراین. مطالعه جدید پیشنهاد می‌کند که از این ناحیه شروع به جستجوی ماده تاریک کنیم.

پژوهشگران موسسه پژوهشی کاولی برای فیزیک و ریاضیات کیهان(Kavli IPMU)، دانشگاه کالیفرنیا ایرواین، دانشگاه توکیو و دانشگاه دلاور، یک روش جدید بالقوه برای تشخیص ماده تاریک در نزدیکی خورشید پیشنهاد کرده‌اند. در آنجا، مواد چگالی باید به اندازه‌های زیاد باشند، که به‌طور واضح‌تر از آنچه روی زمین است، پیش بینی شده باشد.

یافتن ماده تاریک با استقرار ساعتهای اتمی در نزدیکی خورشید

در مدل‌هایی که ذرات ماده تاریک دارای جرم بسیار کمی است، پیش‌بینی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نوساناتی که در ثابت‌های خاصی از طبیعت هستند، مانند یک الکترون یا قدرت الکترومغناطیس ایجادکننده می‌شوند. این تغییرات به نوبه خود بر انرژی اتم‌ها در هنگام انتقال حالت بین‌ها تأثیر می‌گذارند و از آنجایی که ساعت‌های اتمی با اندازه‌گیری فرکانس عکس‌ها در حال حاضر در حالتی که می‌توانند انجام دهند، باید تشخیص دهند که ماده تاریک چه زمانی باعث این نوسانات می‌شود. .

ساعت‌های اتمی در حال حاضر در فضای مستقر هستند و سیستم‌های موقعیت‌یابی جهانی (GPS) را پشتیبانی می‌کنند. آنها با اندازه گیری نوسانات سریع اتم ها زمان را تشخیص می دهند.

جاشوا ابی نویسنده این مطالعه می‌گوید: هر چه ماده تاریک در اطراف آزمایش بیشتر باشد، این نوسانات بزرگتر خواهد بود، بنابراین ماده چگالی ماده تاریک هنگام تجزیه و تحلیل و تجزیه و تحلیل اطلاعات مهم دارد.

نکته مهم این است که گروه پژوهشی می‌گوید که فناوری مورد نیاز برای انجام این آزمایش هم‌اکنون وجود دارد. ساعت‌های اتمی به‌ شکل‌سازی برای هماهنگی نگه‌داشتن فضاپیماها استفاده می‌شوند و محافظ ویژه کاوشگر خورشیدی پارکر نشان می‌دهد که می‌توان این آزمایش را در مدارهای نزدیک به خورشید انجام داد.

جاشوت ابی می‌گوید: ماموریت‌های فضای دوردست از ماموریت‌های احتمالی آینده به مریخ به یک زمان‌سنجی بررسی‌یی نیاز دارند که توسط ساعت‌های اتمی در فضا فراهم شود. یک عاملیت احتمالی آینده، با سپر و مسیری بسیار شبیه به کاوشگر خورشیدی پارکر و حامل یک دستگاه ساعت اتمی می‌تواند برای انجام جستجوی ماده تاریک کافی باشد.

در سال 2019، ماموران ساعت‌های فضای محیطی ناسا بهترین ساعت‌های فضایی در فضایی را که در پژوهشی به نمایش گذاشته می‌شوند، اما این مطالعه را در 15 سال گذشته در نظر می‌گیرد. هستند که یک هشتم را در میلیاردها سال از دست نخواهند داد.

در حالی که در حال حاضر هیچ چیزی در مورد عملی شدن یا زمان انجام چنین آزمایشی وجود ندارد، این یک ایده جذاب به نظر می‌رسد که در نهایت می‌تواند هویت ماده تاریک را بر ما کند.

این پژوهش در مجله “نیچر استرونومی” (Nature Astronomy) منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع