آیا بوزون هیگز با ماده تاریک تعامل دارد؟


بیگ بنگ: محاسبات نشان می‌دهد که ماده تاریک، پنج برابر بیشتر از ماده معمولی در کیهان یافت می‌شود؛ البته محققان همچنان به دنبال شناساییِ مستقیم این مادۀ مرموز هستند. آزمایش‌های مختلفی برای یافتن ماده تاریک انجام شده و حالا مرکز سِرن سوئیس نیز رویای شکارِ آن را در سر دارد.

particleبه گزارش بیگ بنگ، محققان در این مرکز به آزمایش بوزون هیگز پرداخته و می‌خواهند ببینند آیا این ذره می‌تواند به “ماده تاریک” تجزیه شود یا خیر. “برخورد دهندۀ هادرونی بزرگ” با برخورد دادنِ ذرات به یکدیگر با سرعتی باورنکردنی سعی در کشف رازهای جهان دارد. در همین راستا، غالباً انواع جدید و عجیبی از ذرات ساخته می‌شوند. دانشمندان این فرصت را دارند تا چیزهایی را مطالعه کنند که در حالت طبیعی امکان بررسی و مطالعۀ آنها وجود ندارد. یکی از مهم‌ترین دستاوردهای این برخورد دهنده، بوزون هیگز است که در سال ۲۰۱۲ کشف شد. این ذره آخرین قطعه گمشدۀ پازل در “مدل استاندارد فیزیک” بود.

از زمان کشف این ذره، دانشمندان از بوزون هیگز بعنوان ابزاری برای بررسیِ سایر اسرار فیزیک ذرات استفاده کرده‌اند. بوزون به سرعت به ذرات دیگر تجزیه می‌شود. بر اساس پیش‌بینی‌ها، برخی از ذرات به صورت مستقیم با تجهیزات موجود قابل شناسایی نیستند. اما در این مورد، عدم شناسایی هیجان بیشتری از خود ِ کشف دارد. برخی از انواعِ ذرات برهم‌کنش زیادی با ماده معمولی ندارند. پس اگر هیگز چنین ذراتی را تولید کند، شاید آن ذرات شناور باشند و به دیوارۀ برخورد‌ دهنده برخورد نکنند. دانشمندان متوجه این می‌شوند که مقداری انرژی از دست رفته است و از این یافته، وجودِ ذرات نامرئی را استنتاج می‌کنند. تنها یک فراورده تجزیه نامرئی با مدل استاندارد مطابقت دارد. اگر هیگز به چهار نوترینو تجزیه شود؛ اما این اتفاق خیلی بعید است.

و یکی از این ذرات نامرئی می‌تواند “ماده تاریک” باشد. گفتنی است که این ماده عجیب در جهان پخش شده و با اثر گرانشی خود تمام اجرام از جمله کهکشان‌ها و ستارگان را در کنار هم نگه داشته است. البته تاکنون از دسترس دور بوده است. تاثیر گرانشی ماده تاریک کاملاً محسوس است، اما هیچ نوع نور یا تابشی را بازتاب نمی‌دهد. با توجه به نقش “بوزون هیگز” در جرم‌دِهی به ذرات و قابل تشخیص بودنِ ماده تاریک از روی جرم، این دو باید با همدیگر تعامل داشته باشند.

دانشمندان در پروژه همکاریِ اطلس در مرکز سِرن تصمیم گرفته‌اند به این بررسی این موضوع بپردازند که آیا بوزون هیگز به ماده تاریک تجزیه می‌شود یا خیر. تیم محققان کل مجموعه‌ دادۀ حاصل از دور دوم آزمایش‌های برخورد دهندۀ هادرونی بزرگ را مورد بررسی قرار دادند. این آزمایش‌ها بین سال‌های ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۸ به انجام رسید. در این آزمایش‌ها، حدود ۱۰۰ کوادریلیون برخورد ذره به ثبت رسید. محققان در کل این داده‌ها هیچ مقدار اضافی از رویداد ذرات نامرئی کشف نکردند.

محققان تیم با بررسی این داده‌ها به این نتیجه رسیدند که باید کران بالای تجزیه بوزون هیگز به ذرات نامرئی را در نظر گرفت؛ که بیش از ۱۳ درصدِ مواقع را شامل نمی‌شد. البته این مقدار هم شاید زیاد به نظر آید، مدل‌های قبلی به احتمال ۳۰ درصدی رسیده بودند. به باور محققان، اگرچه این بار هیچ نشانه‌ای از ماده تاریک یافت نشد، اما همین نوع تحقیقات به کشف ویژگی‌های دیگری از ماده تاریک کمک می‌کند. جزئیات این مقاله در سمینار برخورد دهندۀ هادرونی بزرگ ارائه شد.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: newatlas.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *