شمارش معکوس برای ردیابی و ثبت ماده تاریک

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از پایگاه خبری «سای‌تِک‌ دیلی»، یک دستگاه منحصر به فرد و حساس ردیاب ماده تاریک با نام LUX-ZEPLIN (LZ) مرحله آزمایشی را پشت سر گذاشته و نتایج اولیه آن به دست آمده است. «کِوین لسکو» فیزیکدان ارشد این آزمایشگاه و سخنگوی پروژه LZ‌ می‌گوید: پیام این آزمایش‌های اولیه این است که ما آماده‌ایم و همه چیز رو به راه است. این یک ردیاب پیچیده با اجزای مختلف است و همه این اجزا در حیطه مورد انتظار به خوبی کار می‌کنند.

«ماده تاریک» (Dark matter) یک شکل فرضی از ماده است که گمان می‌رود ۸۵ درصد ماده موجود در عالم هستی را تشکیل بدهد. ماده تاریک از این رو «تاریک» نامیده می‌شود که ظاهرا کنش و واکنشی با میدان الکترومغناطیسی ندارد و از این رو تابش‌های الکترومغناطیسی (مانند نور) را جذب نمی‌کند و بازتاب نمی‌دهد؛ بنابراین ردیابی این ماده دشوار است.

این پژوهشگران قصد دارند در چند سال آینده با آزمایش‌های بیشتر در حدود ۲۰ برابر داده‌های بیشتری را جمع‌آوری کنند و بنابراین کار تازه شروع شده است. این ردیاب کار آزمایشی را از اواخر ماه دسامبر گذشته شروع کرده و دانشمندان در چند ماه گذشته مشغول جمع‌آوری داده‌های اولیه بوده‌اند. هر چند ذرات ماده تاریک تاکنون هرگز به طور واقعی ردیابی و ثبت نشده‌اند اما ممکن است به زودی اوضاع تغییر کند و شمارش معکوس برای ثبت ماده تاریک شروع شده باشد.

مشاهدات مختلف فیزیک نجومی از جمله مشاهدات تاثیرات گرانشی که با نظریه‌های کنونی گرانش قابل توضیح نیستند،؛ مگر اینکه ماده بیشتری نسبت به مواد مشهود وجود داشته باشد، بر حضور ماده تاریک دلالت دارد. به همین علت، بسیاری از دانشمندان بر این گمان هستند که ماده تاریک به وفور در عالم هستی وجود دارد و تاثیر زیادی بر ساختار و تکامل هستی داشته است.

هر چند ماده تاریک دیده نمی‌شود اما حضور و کشش گرانشی این ماده نقش مهمی در شناخت ما از جهان آفرینش دارد. به عنوان مثال، وجود ماده تاریک است که شکل و حرکت کهکشان‌ها را تعیین می‌کند.

دو مخزن تیتانیوم مملو از ۱۰ تُن «زنون» مایع بسیار خالص با دو «لوله تکثیر نوری» (photomultiplier tubes) قادر به تشخیص منابع ضعیف نور، قلب ردیاب ماده تاریک LZ را تشکیل می‌دهند. مخازن تیتانیوم در یک سیستم ردیابی بزرگ‌تر قرار دارند تا ذراتی را که ممکن است سیگنال ماده تاریک را تقلید کنند، به دام اندازند.  

به گفته لسکو، اکنون با اعلام عملکرد درست و موفقیت‌آمیز سیستم‌های ردیاب LZ‌ زمان آن فرارسیده است که مشاهدات کامل شروع شود؛ با این امید که در آینده‌ای نزدیک شاهد ثبت ذرات ماده تاریک با یک اتم زنون در این سیستم ردیاب باشیم.