المادة المظلمة تتهرب من أقوى الكواشف

أعلن العلماءُ بعدَ انتهائهم من العمل على تجربة (LUX) غيابَ أيّ أثر لجسيمات المادّة المظلمة، وقد ساهمت البيانات الجديدة التي جمعت على مدى يزيد عن 300 يوم من أكتوبر 2014 إلى مايو 2016 في تطوير حساسيّة الكواشف المستخدمة حوالي 4 أمثال ما كانت عليه في السّابق.

يشيرُ ريك غيتسكيل (Rick Gaitskell)، المتحدّث الخاصّ باسم LUX من جامعة براون، إلى نجاحهم أخيرًا في إنجاز تجربة مجهّزة بأقوى الحسّاسات في العالم، تمّ ذلك بعد الحصول على نتائج عديدة خلال السّنوات الثلاثة الماضية، غيرَ أنّ المختبرين قد أتاحوا للمادّة المضادّة المادة جميع الفرص كي تظهر ضمن التّجارب إلا أنّ العكس قد حدث بشكل مؤسف.








وقد عبّر توم شوت (Tom Shutt) من معهد كافلي (Kavli Institute) للجسيمات الفيزيائيّة الفلكيّة والفضاء عن مدى فخره بهذا الإنجاز، فيقول: ” كان أداء التّجربة أفضل ممّا خططنا له في البداية. لقد وضعنا معيارًا جديدًا لكيفيّة الحصول على القياسات ومعايرة الكواشف وتحديد إشاراتها المبدئيّة”.

وحتّى الآن، لم يكشف العلماءُ عن المادّة المظلمة بشكلٍ مباشرٍ، ولكنّهم توصّلوا إلى أدلّة غير مباشرة تشير إلى وجودها خلال دراساتهم الفلكيّة.





تعمل تجربة LUX منذ عام 2012 على البحث عن الجسيمات الضّخمة ضعيفة التّفاعل WIMPs، وذلك على عمق ميلٍ واحدٍ تحت الأرض في مركز أبحاث سانفورد في ولاية ساوث داكوتا، ولا سيّما أنّها تعتبر المرشّح الأقربَ لصفة الوحدات الأساسيّة المشكّلة للمادّة المظلمة، إلا أنّ وجودها يتطلّب برهانًا تعملُ عليه الأبحاث حاليًّا.

ومع أنّ العلماء لم يجدوا جسيمات WIMPs، إلا أنّ نتائجَهم تسمحُ باستبعاد نماذجَ نظريّة متعدّدة في مجال جسيمات المادّة المظلمة، ممّا يجعل نطاق البحث عنها ضيّقًا في تجارب أخرى. هذا ويعتقد أنّ جسيمات WIMPs بالكاد تتفاعل مع المادة الاعتياديّة وذلك من خلال الجاذبية، ومع هذا فإنّ الباحثين يأملون في الكشف عن اصطداماتها النّادرة مع مواد الكاشف LUX (عبارة عن ثلث طن من الزينون السّائل).





وينوّه آرون مانالايزاي (Aaron Manalaysay) من جامعة كاليفورنيا إلى أنّ التطوّر الأخير في حساسيّة الكواشف قد مكّن LUX من تحسّس المادّة التي رشّحت لكونها مادّة مظلمة، خصوصًا أنّها ستنتجُ إشاراتٍ على المدى الطويل مع استهلاك أقلّ من الزينون.





وفي الأشهر القادمة، سيُستَغنى عن تجربة LUX كي يُفسَح المجال لخليفتها LUX-ZEPLIN (LZ) بالانطلاق، وهي تجربة جديدة ستَستخدِم 10 أطنان من الزينون السّائل وحساسّة بحوالي 100 مرّة لجسيمات WIMPs مقارنة بسابقتها.

يقول شوت: «تستند التّجربة الجديدة إلى الدّروس المستفادة من سابقتها. لقد استفدنا حقًّا عند جمع بيانات تجربة LUX، بينما يتمّ العمل على تصميم التّجربة الجديدة، كما أنّنا سنضيف ميّزات جديدة معتمدين على خبرتنا الّتي اكتسبناها أثناءَ العمل على تجربة LUX».





وحالما يبدأ العمل على التّجربة الجديدة عام 2020، سينصدمُ العلماء بشكلٍ كبيرٍ وهم يبحثون ليجدوا جسيمات WIMPs الغامضة.