به‌کمک گرانش کوانتومی بازه‌ دقیق‌تری برای جرم ماده‌ تاریک شناسایی شد

دانشمندان قیدهای جدید و بسیار بیشتری از ذرات ماده تاریک که تقریبا ۸۰ درصد کل مواد موجود در جهان را شامل می‌شود، بررسی کردند. پژوهش آن‌ها نشان می‌دهد دامنه جرم ماده تاریک، بسیار محدودتر از چیزی است که پیش‌ازاین تصور می‌شد. خاویر کالمت (Xavier Calmet)، فیزیکدان دانشگاه ساسکس (Sussex) انگلستان، به‌همراه همکارانش نخستین‌ بار از پدیده برهم‌کنش ماده تاریک با گرانش برای آزمایش و برآورد دامنه جرم یک ذره فرضی ماده تاریک از کیفیت گرانش کوانتومی بهره گرفتند.

کالمت می‌گوید: «آنچه ما انجام داده‌ایم، نشان می‌دهد که ماده تاریک نمی‌تواند مطابق برخی از نظریه‌ها به‌صورت فوق سبک یا سنگین وجود داشته باشد، مگر آنکه یک نیروی اضافی هنوز ناشناخته به آن وارد شود. این تحقیق از دو راه به فیزیکدان‌ها در این امر یاری می‌رساند؛ از سویی محدوده جستجو برای یافتن ماده تاریک را کوچکتر می‌کند و از سوی دیگر به‌طور بالقوه به کشف یا درک عدم وجود نیروی اضافی ناشناخته و مرموز در جهان کمک می‌کند.»

به‌گفته آن‌ها گرانش کوانتومی قیدهایی درمورد وجود ذرات ماده تاریک با جرم‌های مختلف ایجاد می‌کند. اگر کهکشان‌ها تنها تحت تاثیر گرانش ماده طبیعی موجود در خود قرار داشته باشند، باید بسیار آهسته‌تر از وضعیت فعلی بچرخند یا عدسی گرانشی که خمیدگی فضا-زمان پیرامون اجرام عظیم است، بسیار قدرتمندتر از حالتی است که فقط تحت تاثیر گرانش جرم عظیم به‌تنهایی باشد. بدین ترتیب هرآنچه این گرانش اضافی را ایجاد می‌کند، فراتر از توانایی ما برای تشخیص مستقیم است. 

پژوهشگران با محاسبه دقیق تمام این قیدها، قادر به رد محدوده‌های جرمی بودند که بعید است با درک فعلی ما از فیزیک، وجود داشته باشند. بنابراین بر اساس این فرض که فقط گرانش کوانتومی می‌تواند با ماده تاریک تعامل کند، تعیین کردند که جرم ذرات ماده تاریک، بسته به چرخش ذرات و ماهیت فعل‌وانفعالات ماده تاریک، باید بین ۱۰ به توان ۳- الکترون‌ولت تا ۱۰ به توان ۷ الکترون‌ولت باشد. به‌گفته پژوهشگران این میزان به شدت کوچکتر از دامنه ۱۰ به توان ۲۴- تا ۱۰ به توان ۱۹ گیگا الکترون‌ولت است که پیش‌ازاین در نظر گرفته می‌شد. این موضوع از آن جهت مهم است که تا حد زیادی برخی از گزینه‌های احتمالی برای ماده تاریک، از جمله نظریه WIMP را از دامنه جستجو خارج می‌کند.

به‌گفته محققان حتی اگر بعدا معلوم شود که چنین گزینه‌هایی عامل اصلی راز ماده تاریک هستند، این یعنی آن‌ها تحت تاثیر نیروهایی قرار دارند که هنوز شناختی از آن‌ها نیست. بدین ترتیب قیدهای مطرح‌شده توسط این تیم پژوهشی چارچوب تازه‌ای را برای بررسی ماده تاریک و بازه دقیق‌تری برای جستجو فراهم کرد.

منبع دیجی‌کالا
نوشته‌های که ممکن است علاقه‌مند باشید :
ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.