تجربة جديدة للبحث عن الجزيئات الغامضة المخفية | أخبار العلوم والتكنولوجيا

يبحث العلماء عن جسيمات مخفية غامضة يعتقدون أنها يمكن أن تساعد في الإجابة على بعض أسئلتنا الأكثر إلحاحًا حول الكون.

لقد أفلتت ما يسمى بـ “جسيمات القطاع الخفي” حتى الآن من جميع المحاولات السابقة لمراقبتها، وتتوافق بشكل ضعيف للغاية، إن وجدت، مع النظرية الحالية لفيزياء الجسيمات، والمعروفة باسم النموذج القياسي.

ستشهد تجربة البحث عن الجسيمات المخفية (SHIP)، وهي عبارة عن تعاون دولي بين 54 معهدًا في 18 دولة، استخدام شعاع البروتون لضرب هدف ثابت وإنتاج مجموعة متنوعة من الجسيمات – أكثر بكثير مما تمكنت الأساليب الحالية من تحقيقه.

ويأمل العلماء أن يتم العثور على الجسيمات المخفية داخل المزيج.

وتقول CERN إن SHIP سيكون لديها منشأتها الخاصة التي بنتها CERN، المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية، اعتبارًا من عام 2027، ومن المقرر أن تبدأ التجربة في جمع البيانات بحلول عام 2030.

وتمثل الموافقة على المشروع، والتي تأتي بعد 10 سنوات من عرضه الأول، “حقبة جديدة” في البحث عن الجسيمات المخفية، وفقًا لقائد المشروع البروفيسور أندريه جولوتفين.

وقال البروفيسور جولوتفين، من جامعة إمبريال كوليدج لندن: “إن SHIP لديه إمكانية فريدة لحل العديد من المشاكل الرئيسية للنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ولدينا احتمال اكتشاف جسيمات لم يتم رؤيتها من قبل”.

لماذا تجري التجربة؟

CERN، التي تقع بالقرب من جنيف في سويسرا، هي بالفعل موطن لأكبر مسرع للجسيمات في العالم – مصادم الهادرونات الكبير (LHC).

اكتشف مصادم الهادرونات الكبير، الذي بدأ العمل في عام 2008، ما يسمى بـ “جسيم الله” – بوزون هيغز – والذي مكّن الباحثين من فهم أفضل للمصدر الذي تستمد منه المادة كتلتها.

ومع ذلك، فإنه لا يزال غير قادر على اكتشاف المزيد عن أسرار المادة المظلمة والطاقة المظلمة، وهي قوى وجسيمات غير معروفة من شأنها أن تسمح للعلماء بفهم أفضل للكون.

وتشكل تلك القوى والجسيمات غير المكتشفة حوالي 95% من الكون.

سيرن لقد طرحنا بالفعل مقترحات بشأن “المصادم الفائق” الجديد بقيمة 17 مليار جنيه استرليني يُطلق عليه اسم المصادم الدائري المستقبلي (FCC) والذي تأمل أن يساعده في كشف تلك الألغاز، ولكن من غير المقرر أن يتم بناؤه حتى أربعينيات القرن الحالي.

الأمل هو أن تجربة SHIP، وهي أرخص بكثير، ستساعد LHC في العثور على بعض جسيمات النموذج غير القياسي أثناء انتظار لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC).

وقال البروفيسور جولوتفين: “إن نظريات القطاع الخفي تعطينا احتمالية حل مشاكل النموذج القياسي ومع مرور الوقت، ولم نلاحظ جسيمات جديدة عند حدود الطاقة، أصبحت قضية استكشاف هذا المجال أقوى وأقوى”. “.

ما الذي يبحث عنه تحديدا؟

تم تصميم تجربة SHIP لتكون واسعة جدًا في بحثها، حيث تبحث عن مجموعة من الجسيمات التي تتفاعل بشكل ضعيف جدًا مع المادة العادية، بما في ذلك المادة المظلمة المحتملة.

يُعتقد أن المادة المظلمة، التي لا يمكن ملاحظتها من الأرض، تشكل حوالي 80% من المادة في الكون، ولكن لا يبدو أنها تمتص أو تنبعث منها إشعاعات يمكن اكتشافها.

اقرأ أكثر:
كسوف الشمس الكلي: هل يمكنني رؤيته في المملكة المتحدة ولماذا يعتبر هذا الكسوف فريدًا من نوعه؟
آمال في علاج فيروس نقص المناعة البشرية بعد اختراق باستخدام “المقص”

ويمكن الاستدلال على وجودها من الطريقة التي تتحرك بها المجرات، فهي تبقى معًا وتتحرك المجرات الموجودة في العناقيد بشكل أسرع من المتوقع.

تأمل SHIP أيضًا في العثور على جسيمات يمكن أن تفسر ألغازًا أخرى للنموذج القياسي – مثل سبب وجود مادة منتظمة حاليًا أكثر بكثير من المادة المضادة، والمعروفة باسم عدم تناسق المادة والمادة المضادة.

تابعوا سكاي نيوز على الواتساب

تابع آخر الأخبار من المملكة المتحدة وحول العالم من خلال متابعة Sky News

أنقر هنا

كيف ستعمل؟

لتبسيط عملية معقدة بشكل لا يصدق: ستستخدم SHIP حزم البروتونات عالية الكثافة لتحطيم الجسيمات إلى كتلة من المواد، مما ينتج عنه مجموعة متنوعة من الجسيمات بحجم أكبر من التجارب الحالية.

توضح إمبريال كوليدج لندن، التي تقود هذا التعاون: “عندما تتحلل هذه الجسيمات أو تتفاعل، يمكنها إنتاج الجسيمات المخفية التي يبحث عنها SHIP.

“ستمكن طاقة وكثافة شعاع SPS من إنتاج أعداد هائلة من الجسيمات المعروفة، مما يعني أن SHIP سيكون قادرًا على إجراء أفضل عمليات البحث في العالم عن جسيمات مخفية جديدة.”