أظهر اختبارٌ سريع أن كاشف دقائق المادة المظلمة LUX-ZEPLIN هو الأكثر حساسية على الإطلاق، وقد يكون أفضل أداةٍ لدينا لاكتشاف جزيئات المادة المظلمة.
أصبحت الآن لدينا وسيلة جديدة لإيجاد المادة المظلمة، وأثبتت تجربةٌ أُجريت في جنوب (داكوتا) أن الكاشف LUX-ZEPLIN هو أكثر كاشفٍ حساس -لوجود المادة المظلمة- صُنع على الإطلاق، ويستعد الباحثون لتشغيله وبدء الاكتشاف بجدية.
يتألف الكاشف LZ من خزانٍ مملوء بعشرة أطنان من الزينون السائل شديد النقاوة، عندما يرتطم جسيم من خارج الخزان بجزيء من الزينون، تُخلق دفعةٌ من الضوء تُقاس بواسطة عددٍ من الكاشفات تحيط بالخزان، ويُمكن بعد ذلك تحليل خصائص الضوء لتحديد نوع الجسيم الذي سبّب تلك الحادثة.
ولحماية الزينون من الجسيمات والإشعاعات التي تأكدوا أن مصدرها ليس المادة المظلمة، يُحاط الخزان بخزانٍ آخر أكبر حجمًا مملوء بالمياه المقطرة، ويُوضع الخزان بعمقٍ يزيد عن كيلومتر واحد تحت الأرض داخل منجم ذهب قديم.
يقول عضو فريق العمل على الكاشف LZ شامكور غاج من جامعة لندن: «يُعد مركز الكاشف LZ المكان الأنظف على وجه الأرض، ولربما في النظام الشمسي بأسره. لا يوجد مساحةٍ على هذا الكوكب أو فيه خالية من الإشعاع والغُبار. يستطيع الكاشف تحمل غرامٍ واحد من الغُبار بداخله، وإذا وضعنا ثلاث غرامات من الغُبار لن نستطيع إيجاد شيء».
لم تنجح عمليات البحث عن المادة المظلمة حتى الآن، لذلك عَمَدَ الباحثون إلى صُنع المزيد من الكاشفات ذات الحساسية الفائقة، وأظهر اختبارٌ تجريبي دام ثلاثة أشهر ونصف وانتهى في نيسان أن الكاشف LZ هو أكثر الكواشف حساسية إلى الآن.
يقول غاج: «جمعنا بياناتٍ خلال تلك الفترة، وعند فحصها ذُهلنا وقُلنا: “يا إلهي. الآن نحن الأفضل في العالم، الأمر يشبه إلى حدٍ ما صُنع سيارةٍ جديدة وقيادتها في الحي، وعند قيادتك للسيارة تجد أنّك تمكنت من تحطيم الرقم القياسي للسرعة في العالم».
ويُكمل غاج قائلًا: «بغض النظر عن مدى استشعار الكاشف وحساسيته، لم تكن ثلاثة أشهر فترةً كافية لإيجاد المادة المظلمة، حتى ولو تمكن الكاشف من إيجاد البعض منها، فالبيانات المتوفرة لم تكن لتخبرنا ما هي هذه المادةُ بالتحديد. الأمر غريبٌ حتى الآن، نستطيع القول إننا الأفضل في عدم إيجاد أي شيء، لكن احتمال اكتشاف فيزياء جديدة خلال بضعة سنين من الآن أمرٌ ممكنٌ جدًا».
اقرأ أيضًا:
كيف تشكلت بعض المجرات دون مادة مظلمة؟
المادة المظلمة قد تخلق مادة مظلمة جديدة من المادة العادية
ترجمة: طاهر قوجة
تدقيق: محمد سمير
