جنرال لواء

يستمع الراديو لاكتشاف جسيمات أكسيون ذات المادة المظلمة


قبل أربعة عقود ، اقترح الباحثون جسيمًا جديدًا منخفض الكتلة يمكن أن يكون حاسمًا في الإجابة على أسئلتنا حول المادة المظلمة. الآن ، قد يكون لدى علماء الفيزياء في جامعة واشنطن أداة جديدة في إيجاد تلك الجسيمات.

جاء البحث كجزء من تجربة أكسيون للمادة المظلمة (ADMX). أبلغ المشروع عن المرة الأولى التي وصل فيها إلى الحساسية اللازمة "لسماع" علامات أكسيونات المادة المظلمة. حدث الاختراق بعد 30 عامًا من المشروع ، وهو يضع نظام ADMX للاستماع إلى الأكسيونات عن كثب أكثر من أي مشروع آخر. يضيف جهاز جديد يدعم الكم إلى نظام ADMX ويمنحه "القطعة المفقودة" التي يحتاجها.

قال جراي ريبكا ، المتحدث باسم ADMX والأستاذ المساعد للفيزياء في جامعة واشنطن: "إذا كنت تفكر في راديو AM ، فسيكون الأمر كذلك تمامًا". "لقد بنينا راديوًا يبحث عن محطة إذاعية ، لكننا لا نعرف ترددها. ندير المقبض ببطء أثناء الاستماع. من الناحية المثالية ، سنسمع نغمة عندما يكون التردد مناسبًا ".

ADMX بمثابة هالوسكوب أكسيون ، وهو جهاز استقبال راديو كبير منخفض الضوضاء. يقوم العلماء بضبط الهالوسكوب على ترددات مختلفة والاستماع إلى ترددات إشارة الأكسيون. لا تتفاعل الأكسيونات غالبًا مع المادة. ومع ذلك ، بمساعدة مجال مغناطيسي قوي وصندوق عاكس مظلم ، يمكن لـ ADMX سماع الفوتونات التي يتم إنشاؤها عندما تقوم المحاور بتحويل الموجات الكهرومغناطيسية داخل الكاشف ، وفقًا للباحثين.

تم تطوير هذه الطريقة في الأصل بواسطة Pierre Sikivie من جامعة فلوريدا في عام 1983. منذ إنشاء فكرة ADMX ، تم إجراء التجارب والتحليلات بواسطة Fermilab وجامعة روتشستر ومختبر Brookhaven الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية لإثبات الأمل فقط في أن يكون هذا مفيدًا. "راديو".

"النسخ الأولية من هذه التجربة ، مع مكبرات الصوت المعتمدة على الترانزستور ، كانت ستستغرق مئات السنين لمسح النطاق الأكثر احتمالا لكتل ​​المحاور. قال جيان باولو كاروسي ، المتحدث باسم ADMX والعالم في مختبر لورانس ليفرمور الوطني ، إنه باستخدام الكواشف فائقة التوصيل الجديدة ، يمكننا البحث في نفس النطاق على نطاقات زمنية لبضع سنوات فقط.

قالت ليزلي روزنبرغ ، أستاذة الفيزياء في جامعة واشنطن وكبيرة العلماء في ADMX: "هذه النتيجة تزرع العلم". "إنه يخبر العالم بأننا نمتلك الحساسية ، ولدينا فرصة جيدة جدًا في العثور على الأكسيون. ليست هناك حاجة إلى تقنية جديدة. لسنا بحاجة إلى معجزة بعد الآن ، نحن فقط بحاجة إلى الوقت ".

سيتم وضع ADMX قريباً في العمل لاختبار ملايين الترددات على مستوى عالٍ من الحساسية. يمكن أن يكون العثور على الأكسيونات أحد أكبر الاكتشافات المتعلقة بالمادة المظلمة وفي النهاية أطول ألغاز كوننا. ومع ذلك ، هناك احتمال ألا ينجح ADMX في مهمته في العثور على الأكسيونات. في هذه الحالة ، يكون الباحثون مستعدين لابتكار حلول جديدة ومبتكرة للعثور على إجابات المجرة.

قال العالم آرون تشو من فيرميلاب: "يمكن أن يأتي الاكتشاف في أي وقت خلال السنوات القليلة المقبلة". "لقد كان طريقًا طويلاً للوصول إلى هذه النقطة ، لكننا على وشك أن نبدأ أكثر الأوقات إثارة في هذا البحث المستمر عن الأكسيونات".


شاهد الفيديو: نشرت مقالة عن توحيد المادة المظلمة والطاقة السوادء (كانون الثاني 2022).