بیگ بنگ: جهان عمدتاً از یک نوع انرژی و ماده جدیدی ساخته شده که جزئیات و ماهیت آن کماکان برای دانشمندان در هاله‌ای از ابهام قرار دارد. انرژی تاریک و ماده تاریک به واسطۀ تلسکوپ یا چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند. اخترشناسان بر پایه شکل کهکشان‌ها و دینامیک جهان می‌توانند شواهدی از وجود آنها پی‌ببرند.
به گزارش بیگ بنگ، ماده تاریک از طریق نیروی گرانشی با “ماده معمولی” وارد برهم‌کنش می‌شود و این نیرو ساختار کیهانی ماده معمولی و عادی را تعیین می‌کند. انرژی تاریک نیز سرعت انبساط کیهان را افزایش داده و موجب دور شدن کهکشان‌ها در خوشه‌های کهکشانی می‌شود. هنوز مشخص نیست که آیا ماده تاریک از طریق سه نیروی اساسی دیگر (نیروی الکترومغناطیسی، و نیروی هستهای ضعیف و قوی) با خودش برهم‌کنش دارد یا با ماده معمولی. تاکنون پیشرفته‌ترین آزمایش‌ها نیز موفق به شناسایی چنین برهم‌کنشی نشده است. این بدان معناست که اگر این واکنش وجود داشته باشد، خیلی ضعیف است.
دانشمندان به منظور دستیابی به جزئیات بیشتر در خصوص این موضوع در سراسر زمین مشغول انجام آزمایش‌های جدید و گوناگون هستند. در این آزمایش‌ها، عملکرد نیروهای اساسیِ غیرگرانشی با کمترین دخالت بیرونی روی می‌دهد و این عملکرد با دقت بالایی مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد. هرگونه انحراف از اثرات مورد انتظار می‌توان نشان‌دهندۀ تاثیر ماده تاریک یا انرژی تاریک باشد.
برخی از این آزمایش‌ها با استفاده از برخورد دهنده هادرونی بزرگ در مرکز سرن سوئیس، سازمان تحقیقات هستهای اروپا در ژنو انجام می‌شوند. اما آزمایش‌هایی که در مقیاس کوچکتر به انجام می‌رسند (برای مثال در دوسلدورف)، نیز امکان‌پذیر و مفید هستند؛ البته در صورتی که حداکثر دقت را داشته باشند. تیم تحقیقاتی که زیر نظر پروفسور “استیون شیلر” از موسسه فیزیک آزمایشی در HHU فعالیت می‌کند، به ارائه نتایج آزمایش دقیق خود پرداخته تا نیروی الکتریکی میان پروتون و دوترون را اندازه بگیرد. پروتون هستۀ اتم هیدروژن است، دوترون سنگین هستۀ دوتریوم است و از یک پروتون و یک نوترون که به هم چسبیده‌اند، تشکیل شده است.
فیزیکدانان دوسلدورف در حال مطالعۀ یک شی غیرعادی به نام HD+ هستند (یونی با مولکول هیدروژن که به طور جزئی دوتریم‌دار شده). یکی از دو الکترونی که در حالت عادی در پوسته الکترون جای گرفته‌اند، در این یون دیده نمی‌شود و به نوعی مفقود است. بنابراین، HD+ از پروتون و دوترونی تشکیل شده که توسط یک الکترون به هم وصل هستند. این نتیجه بعنوان «طول پیوند» شناخته می‌شود. فیزیکدان‌ها برای محاسبه این فاصله، سرعت چرخش مولکول را با دقت هشت رقمی اندازه‌گیری کردند. آنان در این راستا از یک روش طیف‌سنجی جدید استفاده کردند. دانشمندان از مفاهیم مرتبط در حوزه فناوری کوانتومی نیز بهره گرفتند؛ مثل به دام انداختن ذرات و سرمایش لیزری.
محاسبۀ طول پیوند از روی نتایج طیف‌سنجی کار بسیار دشواری است و قدرت نیروی اعمال شده میان پروتون و دوترون نیز به این سادگی قابل اندازه‌گیری نیست. دلیل آن را می‌توان به ویژگی‌های کوانتومی در این نیرو نسبت داد. نظریه الکترودینامیک کوانتونی که در دهه ۱۹۴۰ میلادی پیشنهاد داده شد، باید در اینجا به کار برده شود. یکی از اعضای تیم تحقیق دو دهه برای پیشبرد محاسبات پیچیده تلاش کرده و توانسته طول پیوند را با دقت کافی پیش‌بینی کند.
این پیش‌بینی با نتایج همخوانی دارد. پروفسور شیلر اظهار داشت: «تیم من توانسته به دستاوردهای خوبی در این زمینه برسد. ما در یافته‌های خود نشان دادیم که ماده تاریک کمتر از آن چیزی که در گذشته تصور می‌کردیم، با “ماده معمولی” برهم‌کنش دارد. این نوع اسرارآمیز از ماده کماکان به صورت پنهانی به فعالیت خودش ادامه می‌دهد. ما نیز به سهم خود در تلاش هستیم تا پرده از اسرار ماده تاریک برداریم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature منتشر شده است.
ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ
منبع: scitechdaily.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=93239
(۱۱ نفر , میانگین : ۴,۳۶ از ۵)
