یک قدم تا کشف ماده تاریک | این آزمایش زیرزمینی به نقطه‌ای حساس رسیده است

بیا بازی ببین

دانشمندان با رساندن یک آزمایش پیشرفته به دمایی نزدیک به صفر مطلق، گامی مهم در مسیر شناسایی «ماده تاریک» برداشته‌اند؛ پدیده‌ای مرموز که بخش عمده‌ای از جرم جهان را تشکیل می‌دهد اما هنوز دیده نشده است.

پژوهشگران دانشگاه مینه‌سوتا اعلام کرده‌اند آزمایش «جست‌وجوی فوق‌سرد ماده تاریک» به یکی از مهم‌ترین مراحل خود رسیده و آماده ورود به فاز عملیاتی است.

به گزارش ساینس‌آلرت، این آزمایش در آزمایشگاه زیرزمینی SNOLAB در کانادا انجام می‌شود؛ جایی که در عمق بیش از یک کیلومتری زمین قرار دارد و از آن به‌عنوان عمیق‌ترین آزمایشگاه زیرزمینی جهان یاد می‌شود. چنین موقعیتی به دانشمندان کمک می‌کند تا از اثرات مزاحم پرتوهای کیهانی و تابش‌های پس‌زمینه دور بمانند.

هدف اصلی این پروژه، شناسایی «ماده تاریک» است؛ نوعی ماده نامرئی که به باور دانشمندان حدود ۸۵ درصد جرم جهان را تشکیل می‌دهد. این مفهوم نخستین‌بار در دهه ۱۹۷۰ توسط اخترشناس برجسته Vera Rubin مطرح شد، اما با گذشت چند دهه، هنوز ماهیت آن به‌طور قطعی مشخص نشده است.

تیم تحقیقاتی اکنون موفق شده دستگاه اصلی آزمایش را به دمای عملیاتی برساند؛ دمایی که تنها یک‌هزارم درجه بالاتر از صفر مطلق (منفی ۲۷۳ درجه سانتی‌گراد) است. در این شرایط فوق‌سرد، حرکت ذرات به حداقل می‌رسد و آشکارسازها می‌توانند سیگنال‌های بسیار ضعیف احتمالی ناشی از برخورد ذرات ماده تاریک را ثبت کنند.

ساختار این آزمایش شامل یک محفظه استوانه‌ای بزرگ با دیواره‌هایی از سرب فوق‌خالص است که مانند سپر، از ورود تابش‌های مزاحم جلوگیری می‌کند. درون این محفظه، آشکارسازهای بسیار حساسی قرار دارند که برای ثبت کوچک‌ترین برهم‌کنش‌ها طراحی شده‌اند.

دانشمندان می‌گویند رسیدن به این دما یک «نقطه عطف» در پروژه است، زیرا از این مرحله به بعد امکان بررسی محدوده‌های جدیدی از ویژگی‌های احتمالی ماده تاریک فراهم می‌شود؛ به‌ویژه ذرات سبک‌تری که پیش‌تر قابل ردیابی نبودند.

علاوه بر سخت‌افزار پیشرفته، تیم تحقیقاتی از الگوریتم‌های یادگیری ماشین نیز برای تحلیل داده‌ها استفاده می‌کند. این الگوریتم‌ها قرار است به شناسایی سریع سیگنال‌های واقعی از میان حجم عظیم داده‌های پس‌زمینه کمک کنند.

در ماه‌های آینده، مرحله راه‌اندازی و کالیبراسیون آشکارسازها آغاز می‌شود. در این مرحله، هر بخش از دستگاه به‌دقت تنظیم می‌شود تا عملکرد بهینه داشته باشد. پس از آن، آزمایش به‌طور رسمی وارد فاز جست‌وجوی ماده تاریک خواهد شد.

پژوهشگران امیدوارند این آزمایش نه‌تنها به کشف ماده تاریک کمک کند، بلکه درک بهتری از ساختار بنیادی جهان و حتی انواع جدیدی از برهم‌کنش‌های ذرات ارائه دهد؛ دستاوردی که می‌تواند یکی از مهم‌ترین کشفیات فیزیک مدرن باشد.

منبع: همشهری