عصر جدید در تحقیقات ماده تاریک فرارسیده است

ماده تاریک (dark matter)، ماده‌ای بسیار مرموز است که حدود 25 درصد از جهان را تشکیل داده است. این ماده منعکس‌کننده نور نیست و به همین دلیل، مطالعه این ماده نیازمند مشاهدات امواج گرانشی است.

از دهه 1970 میلادی، ستاره‌شناسان و فیزیکدانان شواهدی را در مورد حضور ماده تاریک جمع‌آوری کرده‌اند؛ اما باوجود تلاش‌های فراوان، هیچکدام از ذرات جدید پیشنهاد شده برای توضیح ماده تاریک، تاکنون کشف نشده‌اند.

طی 3 دهه گذشته، جستجو برای ماده تاریک بیشتر روی یک کلاس از ذرات موسوم به ذرات عظیم با تعامل ضعیف (WIMPs) متمرکز بوده است.

ذرات WIMPs به عنوان یکی از بهترین کاندیدای ماده تاریک شناخته شده و درعین حال، شاید بتوانند برخی از بنیادی‌ترین مشکلات در فیزیک ذرات ابتدایی مانند تفاوت میان مقیاس انرژی تعاملات ضعیف و تعاملات گرانشی را کاهش دهند.

گسترش تلاش‌های تجربی و ترکیب آن با بررسی‌های نجومی و مشاهدات امواج گرانشی با هدف رمزگشایی از ماهیت ماده تاریک

با این حال، هیچکدام از استراتژی‌های تجربی انجام شده در جستجو برای WIMPs، شواهد قانع‌کننده‌ای برای وجود آنها پیدا نکرده‌اند.

در مطالعه‌ای که به تازگی در مجله Nature منتشر شد، جیانفرانکو برتون (Gianfranco Bertone) و تیم تیت (Tim Tait)، فیزیکدانان دانشگاه کالیفرنیا در ایروین (آمریکا) استدلال کردند که اکنون، زمان برای گسترش تلاش‌های تجربی و ترکیب آن با بررسی‌های نجومی و مشاهدات امواج گرانشی با هدف رمزگشایی از ماهیت ماده تاریک فرارسیده است.

بررسی‌های نجومی از جمله رصد اثرات کوچک به شکل کهکشان‌ها و هاله‌های ماده تاریک اطراف آنها، به همراه نور گرانشی خم شده از اطراف این کهکشان‌ها می‌توانند جزئیات بیشتری در مورد ماهیت ماده تاریک در اختیار دانشمندان قرار دهند.

همچنین روش جدید رصد امواج گرانشی که نخستین بار در سال 2016 انجام شد، ابزار بسیار مفیدی برای مطالعه سیاهچاله‌ها به عنوان کاندید ماده تاریک یا اجرامی با توزیع ماده تاریک در اطراف آنها محسوب می‌شود.

 

مترجم: معصومه سوهانی

منبع: phys.org

No tags for this post.