آیا امکان دارد معمای عمیق پادماده و ماده تاریک با هم پیوند داشته باشند؟ دانشمندان در پروژه همکاری بین‌المللی BASE به سرپرستی «استفان اولمر» از مرکز تحقیقات پیشگام ریکن بر این باورند که این امکان می‌تواند وجود داشته باشد. در همین راستا، آنان اولین آزمایش‌های خود را در آزمایشگاه انجام داده‌اند تا مشخص کنند آیا شیوۀ نسبتا متفاوتِ برهمکنشِ ماده و پادماده با «ماده تاریک» می‌تواند کلید حل هر دو معما باشد یا خیر.
ماده تاریک و پادماده هر دو از مسائل آزاردهنده‌ای برای آن دسته از فیزیکدان‌هایی هستند که میخواهند بدانند جهان ما در سطح بنیادی چگونه کار می‌کند. مشکلی که پادماده به همراه دارد این است که اگرچه احتمال می‌رود بیگ بنگ مقادیر مساوی از «ماده» و «پادماده» را به وجود آورده باشد، اما جهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم تنها از «ماده» ساخته شده است. پادماده همه روزه در آزمایشگاه‌ها تولید می‌شود و فرایندهای طبیعی از جمله “صاعقه” نیز در تولید آن نقش دارد، اما پادماده خیلی سریع در برخورد با مادۀ معمولی از بین می‌رود. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که درک ِ ما از محتوای مادۀ جهان تا ۹ برابر از حد مورد نظر دور است و هیچکس از دلیل وجود این “عدم تقارن” خبری ندارد.
نکته‌ای که در مورد “ماده تاریک” وجود دارد این است که بر اساس مشاهدات ِ اخترشناسی، نوعی جرم ناشناخته بر گردش ِ ستارگان در کهکشان‌ها تاثیر می‌گذارد، اما هیچکس هنوز نتوانسته ویژگی‌های میکروسکوپیِ دقیق این ذرات را تعیین کند. یکی از نظریه‌ها می‌گوید که آنها نوعی ذره فرضی به نام «اکسیون» هستند. این ذره نقش مهمی در تبیین عدم وجودِ نقض تقارن، در برهمکنش قوی در مدل استاندارد فیزیک ذرات دارد.
محققان در پروژۀ همکاری BASE گمانه‌زنی کردند که شاید عدم وجود پادماده به این دلیل باشد که بطور متفاوت با ماده تاریک برهمکنش می‌کند و به همین منظور دست به آزمایش زدند. در این آزمایش، آنها از وسیله‌ای با طراحی خاص به نام «تله‌ی پِنینگ» استفاده کردند تا بطور مغناطیسی یک پادپروتون را به دام بیندازند و جلوی تماس آن با ماده معمولی و نابودی‌اش را بگیرند.
محققان سپس یکی دیگر از ویژگی‌های پادپروتون را به نام «بسامد انحراف چرخش» اندازه گرفتند. در حالت عادی، باید این بسامد در میدان مغناطیسی ثابت باشد. بر اساس اعلام نویسنده اول مقاله، «کریستین اسمورا»، محققان برای اولین‌بار صراحتا به دنبال برهمکنشی میان ماده تاریک و پادماده هستند و اگرچه هنوز تفاوتی را نیافته‌اند، اما حد ِ بالای جدیدی برای برهمکنش بالقوه میان ماده تاریک و پادماده منظور کردند.
“استفان اولمر” از مرکز تحقیقات پیشگام ریکن که سخنگوی پروژه همکاری BASE نیز می‌باشد، گفت: «از الان به بعد، ما درصدد آن هستیم که دقت اندازه‌گیری بسامد انحراف چرخش پادپروتون را بهبود ببخشیم. این کار می‌تواند به ما فرصت دهد تا محدودیت‌های سختگیرانه‌تری را بر تغییرناپذیری اساسی بار، زوجیت و زمان اِعمال کنیم و با حساسیت بیشتری به جستجوی “ماده تاریک” بپردازیم.»
این پژوهش در آزمایشگاه تقارن‌های اساسی ریکن انجام شد و گروهی از محققان دانشگاه یوهانس گوتنبرگ، فعالانه مشغول ِ یافتن “ماده تاریک” هستند. مرکز تحقیقات هسته‌ای اروپا(cern) نیز در انجام این آزمایش نقش ِ کلیدی داشتند. در این تحقیق، محققانی از کشورها و موسسه‌های مختلف حضور داشتند. این مقاله در مجله معتبر Nature منتشر شده است.
انجمن تک رمان
ماده تاریک و پادماده هر دو از مسائل آزاردهنده‌ای برای آن دسته از فیزیکدان‌هایی هستند که میخواهند بدانند جهان ما در سطح بنیادی چگونه کار می‌کند. مشکلی که پادماده به همراه دارد این است که اگرچه احتمال می‌رود بیگ بنگ مقادیر مساوی از «ماده» و «پادماده» را به وجود آورده باشد، اما جهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم تنها از «ماده» ساخته شده است. پادماده همه روزه در آزمایشگاه‌ها تولید می‌شود و فرایندهای طبیعی از جمله “صاعقه” نیز در تولید آن نقش دارد، اما پادماده خیلی سریع در برخورد با مادۀ معمولی از بین می‌رود. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که درک ِ ما از محتوای مادۀ جهان تا ۹ برابر از حد مورد نظر دور است و هیچکس از دلیل وجود این “عدم تقارن” خبری ندارد.
نکته‌ای که در مورد “ماده تاریک” وجود دارد این است که بر اساس مشاهدات ِ اخترشناسی، نوعی جرم ناشناخته بر گردش ِ ستارگان در کهکشان‌ها تاثیر می‌گذارد، اما هیچکس هنوز نتوانسته ویژگی‌های میکروسکوپیِ دقیق این ذرات را تعیین کند. یکی از نظریه‌ها می‌گوید که آنها نوعی ذره فرضی به نام «اکسیون» هستند. این ذره نقش مهمی در تبیین عدم وجودِ نقض تقارن، در برهمکنش قوی در مدل استاندارد فیزیک ذرات دارد.
محققان در پروژۀ همکاری BASE گمانه‌زنی کردند که شاید عدم وجود پادماده به این دلیل باشد که بطور متفاوت با ماده تاریک برهمکنش می‌کند و به همین منظور دست به آزمایش زدند. در این آزمایش، آنها از وسیله‌ای با طراحی خاص به نام «تله‌ی پِنینگ» استفاده کردند تا بطور مغناطیسی یک پادپروتون را به دام بیندازند و جلوی تماس آن با ماده معمولی و نابودی‌اش را بگیرند.
محققان سپس یکی دیگر از ویژگی‌های پادپروتون را به نام «بسامد انحراف چرخش» اندازه گرفتند. در حالت عادی، باید این بسامد در میدان مغناطیسی ثابت باشد. بر اساس اعلام نویسنده اول مقاله، «کریستین اسمورا»، محققان برای اولین‌بار صراحتا به دنبال برهمکنشی میان ماده تاریک و پادماده هستند و اگرچه هنوز تفاوتی را نیافته‌اند، اما حد ِ بالای جدیدی برای برهمکنش بالقوه میان ماده تاریک و پادماده منظور کردند.
“استفان اولمر” از مرکز تحقیقات پیشگام ریکن که سخنگوی پروژه همکاری BASE نیز می‌باشد، گفت: «از الان به بعد، ما درصدد آن هستیم که دقت اندازه‌گیری بسامد انحراف چرخش پادپروتون را بهبود ببخشیم. این کار می‌تواند به ما فرصت دهد تا محدودیت‌های سختگیرانه‌تری را بر تغییرناپذیری اساسی بار، زوجیت و زمان اِعمال کنیم و با حساسیت بیشتری به جستجوی “ماده تاریک” بپردازیم.»
این پژوهش در آزمایشگاه تقارن‌های اساسی ریکن انجام شد و گروهی از محققان دانشگاه یوهانس گوتنبرگ، فعالانه مشغول ِ یافتن “ماده تاریک” هستند. مرکز تحقیقات هسته‌ای اروپا(cern) نیز در انجام این آزمایش نقش ِ کلیدی داشتند. در این تحقیق، محققانی از کشورها و موسسه‌های مختلف حضور داشتند. این مقاله در مجله معتبر Nature منتشر شده است.
انجمن تک رمان
