مطالب علمی

کشفی شگفت‌انگیز توسط کاوشگر فضایی ماده تاریک چین

 کاوشگر فضایی ماده تاریک چین (DAMPE) به تازگی موفق به ردیابی شواهد شگفت‌انگیزی در مورد ماده تاریک شده است که کشف آن را یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند.
جستجوی ماده تاریک (Dark matter) یکی از مباحث داغ و پیچیده کیهان شناسی و اخترفیزیک است؛ این مفهوم که بخش قابل‌توجهی از جهان اطراف ما را تشکیل داده است، با تحریک شدن حسگرهای کاوشگر فضایی چین که مخصوصا به منظور کشف ماده تاریک ساخته شده، مجددا در صدر اخبار قرار گرفت.
بر اساس اطلاعات منتشرشده توسط تیمی از دانشمندان آکادمی علوم چین (Chinese Academy of Sciences) که مسئولیت تحلیل داده‌های این کاوشگر فضایی ماده تاریک را بر عهده دارند، در میان اطلاعات ردیابی شده به وسیله DAMPE از چیزی در حدود 1.5 میلیون الکترون و پوزیترون پرتوهای کیهانی که با کیفیتی بی‌سابقه و کمترین نویزهای پس‌زمینه ثبت شده بود، نوعی ناهنجاری عجیب کشف شد.
چنگ جین (Chang Jin)، یکی از اختر فیزیک شناسان تیم تحقیقاتی گفته است که این پدیده‌ی غیرمعمول به احتمال قوی گواهی بر وجود ماده تاریک باشد؛ البته جین معتقد است که شانس ایجاد یک ناهنجاری اینچنین به واسطه منبعی غیر کیهانی را نمی‌توان رد کرد.
جزئیاتی از کشف کاوشگر فضایی ماده تاریک چین
به طور دقیق‌تر می‌توان گفت که الکترون بخش جدایی‌ناپذیر هر آنچه که در جهان اطراف به عنوان ماده می‌بینیم بوده و پوزیترون هم در پادماده (Antimatter)، نقشی مشابه الکترون دارد. دانشمندان انتظار دارند که با اندازه‌گیری انرژی این دو ماهیت، امکان ردیابی فزونی ایجادشده توسط ذرات سنگین با برهم‌کنش ضعیف (WIMPs) را پیدا کرده و یکی از نشانه‌های فرضی وجود ماده تاریک را کشف کنند.
       مقایسه اعداد مورد انتظار و اندازه‌گیری‌های کاوشگر فضایی ماده تاریک چین

وقتی که بر روی نمودار، تعداد این ذرات بر اساس انرژی آن‌ها رسم شود، انتظار می‌رود که خطی عادی با انحنایی مشخص به وجود آید، اما رسم داده‌های DAMPE بر روی گراف چیزی خلاف این موضوع را نشان داد. این پدیده با نام شکست طیفی شناخته می‌شود و تا پیش از کشف جدید کاوشگر فضایی ماده تاریک چین، تنها اندازه‌گیری‌های غیرمستقیمی از شکست در نمودار انرژی گزارش شده بود.
به نظر می‌رسد که ردیابی‌ها از وجود ماهیتی دیگر در فضای اطراف، که مختلف کننده سیگنال‌های انرژی هستند،‌ خبر می‌دهند. البته همانطور که انتظار می‌رود، بررسی‌های گسترده‌تر و عمیق‌تری برای ارتباط دادن این شکست طیفی با ماده تاریک نیاز است، اما از آنجایی که کاوشگر ماده تاریک چین تا پنج سال دیگر به کار خود ادامه می‌دهد و قرار است که در طول این مدت، بیش از 10 میلیارد ردیابی مرتبط با پرتوهای کیهانی را انجام دهد، داده‌های لازم برای آنالیزهای بیشتر در دسترس خواهد بود.
تلاش برای کشف ماده تاریک
جالب است بدانید که دانشمندان هنوز اطلاعات دقیقی از طبیعت ماده تاریک ندارند و یکی دیگر از سوالات مهمی که DAMPE برای کشف جواب آن به فضا پرتاب شده،‌ به ماهیت این پدیده مربوط است. البته ردیابی این ماده فوق‌العاده سخت بوده و در کنار تجهیزات کشور چین،‌ مجموعه دستگاه‌های پیشرفته‌ای به نام “XENON1T ” در ایتالیا وجود دارد که وظیفه کشف ذرات سنگین با برهم‌کنش ضعیف و اثبات وجود ماده تاریک را به عهده گرفته است.
فن یی زونگ (Fan Yi-Zhong)، یکی دیگر از اعضای تیم تحقیقاتی کاوشگر ماده تاریک چین، در این رابطه اظهار کرده است که در کنار داده‌های جمع‌آوری‌شده از آزمایشات تابش زمینه کیهانی (CMB)، اندازه‌گیری‌های اشعه‌ی پرانرژی گاما و سایر اطلاعات کسب‌شده از تلسکوپ‌های فضایی، یافته‌های DAMPE به روشن‌تر شدن ارتباط ناهنجاری پوزیترونی و ماده تاریک کمک می‌کند.