آلمانی‌های آلمانی، پیشنهادی را برای بهبود یک سازمان بنیادی ارائه کرده‌اند که راه را برای جستجوی ذرات گریزان ماده تاریک هموار می‌کند.
به گزارش ایسنا و به نقل از ادونسد سایت نیوز، یک گروه بین‌المللی از فیزیکدانان در پژوهش‌های طبیعی، راهی برای افزایش پیشنهادات «BabyIAXO» پیشنهاد می‌کند که در حال حاضر در مرحله توسعه است. از این فناوری جستجوی ذرات بنیادی برای فرضی موسوم به «آکسیون»(Axion) استفاده خواهد شد که گزینه‌های امیدوارکننده‌ای برای ماده تاریک در نظر گرفته می‌شوند.
وجود ماده تاریک از طریق مشروح نجومی‌های متعددی که نشان می‌دهد مقداری مشاهده شده از ماده معمولی، برای توضیح مسیر ستاره‌ها و کهان‌های جهان ما کافی نیست. نهم ماد تاریک قنه قنه الضه النتههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههه همره هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم هم نیز همانه نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز نیز همانهزیت هماهیمان اتهه
ماده تاریک احتمالاً پنج برابر بیشتر از ماده معمولی در کیهان وجود دارد اما فیزیکدانان هنوز قادر به شناسایی ذرات بنیادی تشکیل‌دهنده آن هستند و همین موضوع باعث می‌شود تا گزینه‌های عجیب و متفاوت را در نظر بگیرند که بسیار ضعیفی را با ذرات دیگر دارند.
آکسیون‌ها
یکی از جالب‌ترین و فعال‌ترین این ذرات، آکسیون‌ها هستند. «کریستین کوگولوس»(Cristian Cogollos) پژوهشگر «مؤسسه فیزیک ماکس پلانک»(MPP) در آلمان و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: آکسیون یک ذره فرضی است که مدل استاندارد فیزیک ذرات را گسترش می‌دهد و برخی از پرسش‌های بدون پاسخ در فیزیک بنیادی را می‌دهد. مانند برابری باری در تئوری عناصر قوی موسوم به کرومودینامیک کوانتومی حل می‌کند.
وی افزود: آکسیون‌ها ذرات بسیار سبکی هستند که ممکن است در مراحل اولیه کیهان به صورت انبوه تولید شوند و پس از سرد شدن، به راحتی چگالی ماده تاریکی را تشکیل دهند.
یک ماده تار متشکل از آکسیون‌ها یک فرضیه جالب است اما ضعف آنها با مواد معمولی، هر جستجوی تجربی برای یافتن آنها را به یک مشکل بسیار چالش‌برانگیز تبدیل می‌کند. در هر حال، اعتقاد بر این است که وجود دارد و از طریق آن می‌توان آکسیون‌ها را مشاهده کرد. طرح پیش‌بینی‌های نظری، یک محور باید در یک میدان مغناطیسی قوی به «فوتون» تبدیل شود که مولفه اولیه نور است.
کوگولوس گفت: آکسیون یک ماده تاریک است که بسیار ضعیف است. بنابراین، این نظریه به آزمایش‌های تشخیص آکسیون نیاز دارد تا با محیط‌های سرد برای کاهش نویز و ایجاد میدان‌های مغناطیسی قوی برای افزایش روند تبدیل آکسیون به فوتون انجام شود.
وی افزود: یکی از چالش‌های اصلی برای تشخیص دادن آکسیون ماده تاریک، عدم آگاهی از جرم دقیق آن است. مدل‌های نظری مختلف، محدوده‌های خاص جرم را بهتر از سایرین پیش‌بینی می‌کنند اما ما جرم‌محوری را برای هدف‌یابی به جستجوهای خود نداریم. این امر، نیاز به آزمایش‌های پیرامون ماده تاریک را پدید می‌آورد که برای توده‌های مختلف قابل تنظیم باشند و در عین حال، آنها را برای کل محدوده اکتشاف برسانند.
تقویت کردن ساز BabyIAXO
نمونه‌های بسیاری از سازنده‌های آکسیون در سراسر جهان وجود دارند که «ADMX» و «HAYSTAC» در آمریکا و «CAST» در سوئیس پیدا می‌کنند اما هیچ نتیجه مثبتی وجود ندارد.
جامعه فیزیک برای پیش‌بینی آکادمی‌ها، جستجوی یککسساز نسل موسوم به نام «IA» به نام «بین‌المللی آکسیون»(را پیشنهاد کرده است که بردهای بعدی‌ای بسیار بیشتری دارد. انتظار می‌رود این فناوری بسیار پیچیده و گران باشد. بنابراین، تصمیم گرفتند ابتدا یک نسخه ساده‌شده به نام BabyIAXO را بسازند تا فناوری‌هایی را آزمایش کنند که در IAXO پیاده‌سازی شوند.
کوگولوس توضیح داد: BabyIAXO یک هلیوسکوپ در کشف بزرگ است که برای جست‌وجوی آکسیون‌های نشات‌گرفته از خورشید طراحی شده و در حال حاضر در دست توسعه قرار دارد. پیشنهاد شده است که BabyIAXO در «مرکز تحقیقات فیزیک ذرات»(DESY) در هامبورگ نصب شود. این هلیوسکوپ دارای یک آهن‌ربا دارای دو سوراخ به طول ۱۰ متر و قطر ۷۰ سانتی‌متر با میدان مغناطیسی همگن و بسیار قوی است. حجم زیاد BabyIAXO آزمایش را در مقایسه با آزمایش های دیگر به طور قابل توجهی افزایش می دهد.
فیزیکدانان بر این باورند که این آزمایش به آن امکان می‌دهد تا یک آکسیون را در شکلی که جرم آن در محدوده 0.01 تا یک الکترون ولت باشد، تشخیص دهنده باشد.
برای اینکه آکسیون یک گزینه معتبر برای ذرات تشکیل‌دهنده ماده تاریک باشد و تنها برای حل مسائل خاص در کرومودینامیک کوانتومی به کار نرود، باید سبک‌تر باشد. بنابراین، کوگولوس و همکارانش، را برای اصلاح کردن BabyIAXO به منظور کاهش تعیین مقادیر قابل تشخیص آکسیون پیشنهاد کردند.
پژوهشگران کوگولوس و همکارانش نشان می‌دهند که این امر پس از تکمیل شدن BabyIAXO با حفره‌های تشدید ویژه‌ای که در سوراخ‌هایی که روی آنها تعبیه شده است، امکان پذیر است. اگر تعداد میلیون‌ها یا حتی میلیاردها برای جست‌وجو کمتر از جرم باشد، می‌شود که BabyIAXO جستجوی آن طراحی شده باشد، این سیگنال‌ها را تقویت می‌کنند. کوگولوس توضیح داد: امکان اجرای دو نوع مختلف از مواد سازنده تاریک آکسیون را در آزمایش BabyIAXO نشان دادیم.
این پژوهش با استقبال بسیار خوبی در جامعه علمی روبه‌رو شده است. بنابراین، محققان بر این باور هستند که آنها را در آزمایش‌های آینده اجرا خواهند کرد. این کار به یافتن پاسخ‌هایی برای اساسی‌ترین پرسش‌های حوزه کیهان‌شناسی و فیزیک ذرات کمک می‌کند.
این پژوهش در «Annalen der Physik» به چاپ رسید.
انتهای پیام