ناکامی در کشف نشانه ای از ذره عامل تورم کیهانی

در سال 1981، فیزیکدانی به نام آلن گوت عنوان کرد که اگر کیهان در یک بازه زمانی کوتاه به سرعت دچار انبساط شده باشد، درحالیکه هنوز جوان و داغ بوده است، تابش پس زمینه ای همچنان این یکنواختی را منعکس می کند. دوره تورم و انبساط کیهانی می تواند آنچه می بینیم را توضیح دهد، اما چنین نیرویی نیازمند یک میدان فشار است و تمامی میدان ها دارای ذراتی برای انتقال این اطلاعات هستند.

اینجاست که ذره اینفلیتون وارد صحنه می شود؛ ذره ای که می تواند فضا را به اندازه ای عظیم الجثه در کسری از ثانیه گسترش دهد.

اینفلیتون (Inflaton) یک ذره فرضی است که تصور می شود در انبساط و گسترش کیهان نقش دارد. اینفیلتون ها همانطور که از نام آنها پیداست، ذراتی هستند که احتمالا عامل تورم کیهانی بوده اند.

تا مدت ها، بهترین گزینه برای ذره فرضی اینفلیتون، ذره معروف بوزون هیگز بود. اگر هیگز مسئول تورم کیهانی در کسری از ثانیه بوده باشد، جرم آن، اثری از خود در تابش پس زمینه ای برجای می گذارد. این بدان معناست که اینفلیتون، ذره ای بوزون هیگز مانند، اما با جرمی کمتر است.

اما زمانی که در سال 2012 بوزون هیگز در شتاب دهنده LHC مشاهده شد، مشخص شد که این ذره بسیار سنگین تر از تصورات قبلی است.

فیزیکدانان موسسه فیزیک هسته ای در آکادمی علوم لهستان و دانشگاه زوریخ، تحقیقات خود را برای شکار آثاری از شکل نور ذره اینفلیتون در داده های جمع آوری شده با استفاده از برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHD) سرن طی سال های 2011 و 2012 آغاز کردند.

مانند ذره بوزون هیگز، ذره فرضی اینفلیتون (اگر وجود داشته باشد) بقدری سریع است که بصورت مستقیم قابل مشاهده نیست.

با اندازه گیری مه تابش مایکروویو (haze of microwave radiation)، یک پس زمینه استاتیک کشف می شود. این تابش پس زمینه یا پس زمینه مایکروویو کیهانی، باقی مانده نوری است که از زمانی که از عمر جهان تنها چندصد هزار سال گذشته بود، وجود داشته و هنوز برای شکل دادن ذرات بقدر کافی سرد نشده است.

مارسین چرزاسچ از محققان آکادمی علوم لهستان گفت: «زمانی که به آسمان نگاه می کنید، قطعات اعماق فضای قابل رویت در یک جهت، ممکن است از سایر قطعات قابل رویت در جهت دیگر، بقدری از هم فاصله داشته باشند که نور، زمان کافی برای عبور بین آن دو را داشته باشد. بنابراین، چیزی که در یکی از این دو منطقه اتفاق افتاده است، نباید بر دیگری اثر بگذارد. اما وقتی نگاه می کنیم، می بینیم که درجه حرارت مناطق دور کیهان، تقریبا یکسان هستند. این یکنواختی چگونه می تواند ایجاد شده باشد؟»

این احتمال وجود دارد که ذره فرضی اینفلیتون بسیار سنگین تر از تصورات قبلی باشد یا رفتار آن چیزی نباشد که فیزیکدان ها از آن انتظار دارند. با ناکامی محققان در کشف نشانه ای از این ذره فرضی، اکنون این سوال ایجاد شده است که آیا اینفلیتون اساسا وجود دارد یا خیر.

نتایج این مطالعه در Physical Review منتشر شد.

 

مترجم: معصومه سوهانی

منبع: sciencealert

No tags for this post.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا