تطوير جهاز لاكتشاف المادة المظلمة في الكون

إن
عدم قذفها للأشعة الكهرومغناطيسية وطبيعتها الغامضة . لم يوقف ذلك فريق من
الباحثين الأوروبيين لتطوير جهاز سوف يستخدمه العلماء لاكتشاف وتعيين
طبيعة المادة المظلمة والتي تحوي على 1/4 من كتلة الكون
لقد
قام الباحثون من جامعه (زاراقوزا) و معهد ( د استروفيزك سباتايل ) في
فرنسا ، بعمل فرضية حول طبيعة المادة المظلمة بناء على دراسات نظرية
وقاموا بتطوير جهاز يسمى مقياس الطاقة الإشعاعية الحرارية المتألق لكشف
نتائج تفاعل المادة المظلمة مع المواد داخل الجهاز الجديد. ولعل واحدة من
اكبر التحديات في الفيزياء اليوم هو اكتشاف طبيعة المادة المظلمة والتي لا
يمكن رصدها بشكل مباشر على الرغم من أنها تشمل 1/4 مادة الكون لذلك علينا
محاولة اكتشافاها من خلال استخدام هذا الجهاز الجديد .

إن العلماء
كانوا يعملون خلال العشر سنوات الماضية في هذه المهمة في مختبر (كانفرانك
أندر قاراوند ) حيث قاموا بتطوير مستكشفات انكسارية متنوعة تعمل عند درجة
حرارة تقارب الصفر المطلق. وذكر العلماء أن مقياس الطاقة الإشعاعية
الحرارية المتألق يبلغ 46 غرام ويحتوي كريستاله " متألقة " مكسوة بعنصر
فلزي ((BGO: Bi4Ge3O12 ، والتي تحدث اثر كالمادة المظلمة . ولبناء أي نوع
من مستكشفات المادة المظلمة ، قام الباحثون بعمل محاولات لمعرفة طبيعة
المادة المظلمة نفسها . إن تقنية الاستكشاف تم تطويرها من خلال باحثين
بناء على عدد من الدراسات النظرية التي ركزت على جزئيات تسمى (Weakly
Interacting Massive Particles ) وتعرف اختصارا (WIMPs) وهي تعتبر المقوم
الأساسي للمادة المظلمة

إن هذه التقنية مؤسسة على
قياسات متزامنة للضوء والحرارة تنتج عن التفاعل بين جهاز الاستكشاف
وجزئيات (WIMPs ) و استنادا إلى نماذج نظرية مختلفة تشرح كينونة المادة
المظلمة . ولقد قام الباحثون بشرح إن الاختلاف في تألق الجزئيات المختلفة
يمكن هذه الطريقة التمييز بين الإشارات التي سوف تنتجها (WIMPs ) و تلك
التي سوف تنتجها العناصر الأخرى المختلفة كأشعة ألفا وبيتا وجزئيات غاما)
وللقيام بقياس كمية الحرارة المتكونة ، فان على جهاز الاستكشاف أن يكون
بارد إلى درجة قريبة من الصفر المطلق . وتم ذلك أسفل جبل (توبازو) وذلك
بهدف الحماية من الأشعة الكونية .

إن مقياس الطاقة
الإشعاعية الحرارية المتألق يوجد حاليا في جامعه ( اوساي) في وسط فرنسا
حيث يقوم فريق على تحسين قدرة الجهاز على تجميع الضوء وإخضاعه للاختبار
باستخدام كريستالات أخرى.

هذه الدراسة نشرت مؤخرا في (journal
Optical Materials) ضمن مشروع أوروبي يسمى (يوريكا) وهو اختصار (European
Underground Rare Event Calorimeter Array ) . أن هذه الخطوة المبدئية
قامت بمشاركة 16 معهد أوروبي بهدف إيجاد جهاز يستخدم خلال العقد القادم
لدراسة المادة المظلمة للكون