مجید جویا
به گزارش خبرانلاین شاید شواهد لازم برای اثبات وجود بوزون
هیگز را باید در فضا جستجو کرد. اگر چنین باشد، یک تلسکوپ مداری می‌تواند
در جستجو برای یافتن ذره بنیادی، بزرگ ترین آزمایشگاه روی زمین، ال.اچ.سی
(برخورد دهنده بزرگ هادرون) را از درجه اول اهمیت ساقط کند.
به گزارش نیوساینتیست،
این تلسکوپ مداری می‌تواند ماهواره فرمی ناسا باشد که سال گذشته و برای
تشخیص پرتوهای گاما به فضا پرتاب شد. یکی از منابع احتمالی پرتوهای گاما،
نابودی ماده تاریک در کهکشان خودمان است.
مدت‌های مدیدی است که دانشمندان متوجه شده‌اند مقدار بسیار زیادی نیروی
گرانشی درعالم وجود دارد که هیچ ماده‌ای متناظر با آن دیده نمی‌شود. به
همین دلیل، فیزیک‌دانان عامل این نیروی گرانش را ماده تاریک نامیده‌اند و
علی‌رغم این‌که این ماده عجیب 90 درصد از ماده جهان را تشکیل می‌دهد،
ماهیت آن هنوز شناخته شده نیست. برخی فیزیک‌دانان حدس می‌زنند که ماده
تاریک از ذرات سنگینی تشکیل شده که تعامل ضعیفی با ماده معمولی دارند.
آنها با استفاده از مخفف این عبارت، این ذرات را ویمپ (WIMP) نامیده‌اند.
ردپای ویمپ در خیلی از نظریه‌ها دیده می‌شود. تیم تیت از دانشگاه
کالیفرنیا در ایرواین و همکارانش؛ ویمپ‌هایی را که در مدل معروف به مدل
فضازمان راندال ساندروم حضور دارند، تحلیل کرده‌اند. این مدل‌ها وجود بعد
چهارمی را در فضا پیشنهاد می‌کنند که انحنای خیلی کمی دارد و در نتیجه غیر
قابل تشخیص است. به پیشنهاد آنها، نیروی جاذبه در این بعد اضافی نشت
می‌کند و همین امر، توضیح می‌دهد که چرا حدود دامنه آن نسبت به دیگر
نیروهای بنیادین طبیعت این‌قدر ناچیز است.
ذرات
ماده تاریک در چنین مدل‌هایی می‌توانند نابود شوند و مقادیری از ذرات
ثانویه را تشکیل دهند. 2 ویمپ که هر یک جرمی به اندازه 50 تا 200 گیگا
الکترون‌ولت دارند، می‌توانند به دو فوتون بدون جرم پرتوی گاما تبدیل شوند
که انرژی هر کدام از آنها برابر جرم یک ویمپ است. ویمپ‌ها می‌توانند
متناوبا یک فوتون و یک ذره جرم دار را تولید کنند.
به گفته پژوهشگران، چنین ذره جرم‌داری می‌تواند بوزون هیگز باشد،
بنیادی‌ترین ذره عالم که تصور می‌شود نقش اصلی در خلق هر ذره جرم‌داری را
برعهده دارد. تیت می‌گوید: «اگر ارتباط محکمی بین فیزیک ماده تاریک و
فیزیک تولید جرم وجود داشته باشد، این ذرات ماده تاریک احتمالا تمایل
خواهند داشت که با بوزون هیگز تعامل داشته باشند».
تیت می‌گوید که اگر مسئله این باشد، یک پژوهش برای بررسی آسمان (مثلا
در جهت مرکز کهکشان، جایی که تصور می‌رود ماده تاریک در آنجا متمرکز باشد)
باید پرتوهای گامایی را نشان دهد که در انرژی‌های مشخصی به بیشینه مقدار
خود می‌رسند: «طبق پیش‌بینی ما، احتمالا یک جنگل واقعی از این پرتوها در
آنجا خواهد بود».
اگر فرمی بتواند در آینده نزدیک چنین آثاری را بیابد، آنگاه در تئوری
زودتر از ال.اچ.سی توانسته است ذره هیگز را بیابد. البته پیش‌بینی
فیزیک‌دانان این است که ال.اچ.سی تا چند سال دیگر به این مهم دست خواهد
یافت؛ اما تلسکوپ فرمیمی‌تواند از این فرصت نهایت استفاده را ببرد. تیت
می‌گوید: «اگر این مدل درست باشد، دورنمای خوبی برای یافتن این ذره توسط
فرمی به چشم می‌خورد».
بیشینه‌های پرتوی گاما را می‌توان با تلسکوپ‌های پرتوی گامای زمینی مانند VERITAS در آریزونای جنوبی و یا HESS در نامیبیا هم حس کرد.
دن هوپر از آزمایشگاه فرمی در باتاویای ایلی‌نوی می‌گوید که مدل
استفاده شده توسط گروه تیت عجیب و غریب است، ولی غیر قابل قبول نیست. او
می‌گوید: «فرمی، از آن نوع تجربه‌هایی است که دوست دارید برای جستجوی این
گونه آثار استفاده کنید. اگر آنها خوش شانس باشند و این گونه از ماده
تاریک احتمالی وجود داشته باشد، در ان صورت آنها می‌توانند مقدار هم ماده
تاریک و هم ذره هیگز را اندازه‌گیری کنند».
به گفته الیوت بلوم، از همکاران فرمی در آزمایشگاه شتاب‌دهنده ملیSLAC
در منلو پارک کالیفرنیا، تلسکوپ فرمی تاکنون بعضی مقادیر پرتوی گاما را از
سوی مرکز کهکشان راه‌شیری اندازه‌گیری کرده، ولی از این داده‌ها تاکنون
فقط برای تعیین حد میزان ماده تاریک در آن استفاده شده است. او می‌گوید:
«برای ما، این تنها آغاز راه برای حل مسئله چیزی است که در جهان رخ
می‌دهد».