ومضة ضوء في منجم داكوتا تعيد فتح نقاش المادة المظلمة
السياق والتجربة
تحت عمق يقرب من 1.6 كيلومتر داخل منجم ذهب سابق بولاية داكوتا الأميركية، يعمل كاشف شديد الحساسية يحمل اسم لوكس زيبلين (LZ) على البحث عن تفاعلات جسيمات افتراضية تُعرف بالجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل، والتي تعد أحد أبرز المرشحين لتفسير ما يُسمى المادة المظلمة.
مكوّنات الكاشف وآلية الرصد
يحتوي قلب جهاز LZ على سبعة أطنان من الزينون السائل فائق النقاء، محاطًا بنظام إجمالي يبلغ نحو عشرة أطنان. وضع الكاشف تحت الأرض بهدف تقليل تدفق الأشعة الكونية والإشارات العادية التي قد تُحاكي ارتداد نواة غير معروفة. عند ارتطام جسيم بنواة زينون، تُنتج ومضة ضوئية فورية suivie بإشارة ثانية تنبعث من الإلكترونات المحررة، وتستقبل 494 وحدة استشعار هذه الإشارتين لتحديد مكان الحادث وطاقة الجسيم وطبيعة التفاعل.
الحدث المسجل وتفاصيله
وفقًا للورقة العلمية لتعاون LZ، سجل الكاشف في 16 يونيو 2023 ارتدادًا لنواة زينون بطاقة تقارب 248 كيلو إلكترون فولت. وقع هذا الحدث ضمن بيانات جُمعت خلال 220 يومًا من التشغيل، ما يعادل تعرضًا قدره 2.84 طن سنة. بعد تحليل البيانات، لم يجد الفريق تفسيرًا مرجحًا من مصادر الخلفية المعتادة، وسُجلت الدلالة الإحصائية العالمية للإشارة عند 2.6 سيغما، ما يعادل احتمال حدوثها نتيجة خلفيات معروفة بنحو 0.5 بالمئة.
لماذا لم يُعلن اكتشافًا؟
تتطلب معايير الفيزياء بلوغ مستوى 5 سيغما لإعلان اكتشاف، وبالتالي فإن القيمة 2.6 سيغما لا تكفي. علاوة على ذلك، فإن النتيجة تستند إلى حدث واحد فقط؛ قد تنشأ مثل هذه الإشارات المنفردة من تفاعل نادر لجسيم معروف، أو من إشعاع محيط، أو من ظاهرة داخل الجهاز لم تُفهم بالكامل. وأكدوا أن مراجعة إعدادات الجهاز وبيانات المعايرة لم تكشف عن أي انحرافات أو مجموعة من الأحداث غير الاعتيادية التي قد تفسر الإشارة.
التفسيرات المحتملة والمستقبل
إذا كان مصدر الإشارة هو بالفعل جسيم من المادة المظلمة، فإن الحسابات تشير إلى أن كتلته قد تفوق كتلة البروتون بأكثر من مئتي ضعف، وأن طريقة تفاعله مع المادة العادية أكثر تعقيدًا من النماذج البسيطة التي اختبرت سابقًا. يواصل كاشف LZ جمع البيانات؛ فإن ظهور أحداث أخرى تحمل الخصائص نفسها سيزيد من قوة الدليل، بينما بقاء الإشارة وحيدة قد يؤدي إلى تراجع أهميتها مع توسيع مجموعة البيانات. تصف مختبرات بيركلي النتيجة بأنها أقوى إشارة سجلتها التجربة حتى الآن، وليست اكتشافًا، بل مجرد ومضة تستحق المتابعة لكنها لم تكشف حتى الآن عن هوية المكون الرئيسي للكون.
الكويت بوست ، موقع إخباري شامل يهتم بتقديم خدمة صحفية متميزة للقارئ، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق والأسرع والحصري بما يليق بقواعد وقيم الأسرة الكويتية، لذلك نقدم لكم مجموعة كبيرة من الأخبار المتنوعة داخل الأقسام التالية، الأخبار العالمية و المحلية، الاقتصاد، تكنولوجيا ، فن، أخبار الرياضة، منوعات و سياحة.
