در جستجوی فوتون تاریک

بیگ بنگ: تقریبا همه چیز گم شده است. و تیمی از فیزیکدانان در تلاش هستند تا آن را پیدا کنند. جهانی که می شناسیم، در حدود یک دهم چیزی را شامل می شود که در فضا می بینیم. پس بقیه کجاست؟ مفقود! نامرئی! غیر قابل شناسایی، البته به غیر از اثرات گرانش آن بر تعدادی از چیزهایی که می توانیم ببینیم.

dark photonبه گزارش بیگ بنگ، محققان آن بخش گمشده را «بخش تاریک می نامند»؛ دسته‌ای از ذرات بزرگ و پرانرژی که باید اصولا در جایی از جهان وجود داشته باشند ولی با ماده روشن وارد برهمکنش نمی شوند. پروژۀ تازه‌ای در موسسه ملی فیزیک هسته‌ای ایتالیا در جریان است که می خواهد با بهره‌گیری از فوتون تاریک نظری به افشای آن چیزهای تاریک بپردازد. اگر محققان واقعا موفق به یافتن فوتون تاریک شوند، شواهدی برای نیروی پنجم طبیعت بدست خواهد آمد که می تواند خبر بزرگ و شگفت‌انگیزی در دنیای فیزیک باشد.

بر اساس گزارشی که در روزنامه گاردین منتشر شد، محققان ایتالیایی در نظر دارند یک قطعه نازک سیلیکونی را با پرتوی ذرات پادماده موسوم به «پوزیترون‌ها» بمباران کنند. پوزیترون‌ها نسخه‌های پادماده الکترون‌ها هستند. تحت شرایط عادی، پوزیترون‌ها و الکترون‌هایی که به یکدیگر برخورد می کنند، یکدیگر را از بین برده و یک جفت فوتون عادی پدید می آورند. اما اگر فوتون‌های تاریک واقعا وجود داشته باشند، باید هر از چند گاهی یک جفت فوتون در اثر نابودی پوزیترون‌ها و الکترون‌ها به وجود آید. به جای برهمکنشی که دو فوتون عادی را به ارمغان می آورد، یک فوتون تاریک و یک فوتون عادی در کنار هم پدید می آیند.

محققان در گفتگو با «Physics World» اعلام کردند که امیدوارند پرتو پوزیترون‌ها در آزمایش‌شان به الکترون‌های کافی در الماس برخورد کند تا یک فوتون تاریک تولید گردد. البته انتظار نمی رود فوتون تاریک به طور مستقیم در این آزمایش مورد شناسایی قرار گیرد؛ بلکه فوتون مفقود را می توان بعنوان شواهدی از وجود آن در نظر گرفت. اگر این اتفاق بیفتد، انتظار می رود محققان بتوانند وجود فوتون تاریک را تایید کنند و جرم آن را اندازه بگیرند (برخلاف فوتون‌های عادی، فوتون های تاریک جرم دارند). این نه تنها می تواند بعنوان شواهدی از یک ذره جدید قلمداد شود، بلکه یک نیروی کاملا جدید را فاش کند.

در جهان پرفروغ ما، چهار نیرو وجود دارد. الکترومغناطیس انرژی نور را حمل کرده و اتم‌ها را به اتم‌های دیگر متصل می کند. نیروی قوی باعث می شود ذرات درون اتم‌ها در کنار همدیگر بمانند. نیروی ضعیف باعث جدایی اتم‌ها از یکدیگر و فروپاشی آنها می شود. و گرانش بعنوان نیروی چهارم، شما را در زمین نگه داشته و بر حرکات کیهان حکمرانی می کند. اگر فوتون‌های تاریک وجود داشته باشند، باید نمایانگر نیروی پنجم باشند؛ نیرویی که در مدل جهانی ما جایی ندارد: الکترومغناطیس تاریک. اگر دانشمندان وجود این فوتون‌ها را به اثبات برسانند، زمان آن خواهد بود که کتاب‌های درسی فیزیک از نو نگاشته شوند.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com

دیدگاهتان را بنویسید

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