یونس بخشی

به دنبال یک سال تحقیق در استوانه فشرده میونی یا کشف کننده ذرات که بخشی از شتاب دهنده بزرگ هادرون در ژنو است، دانشمندان فیزیک می گویند که نسبت به هر زمان دیگر اکنون به کشف منبع ماده تاریک در عالم خیلی نزدیک شده اند.

دانشمندان حالا آزمایشات کاملی را برای برخورد دادن پرتون ها با همدیگر با سرعت نور انجام دادند. وقتی این ذرات زیر اتمی (بی نهایت کوچک) در قلب این دستگاه با هم برخورد میکنند، انرژی برآمده و چگالی آن مشابه چیزیست که در لحظات اولیه عالم؛ یعنی درست بعد از انفجار بیگ بنگ در 13.7 میلیارد سال قبل وجود داشته. شرایط خاصی که توسط این دستگاه شتاب دهنده ایجاد میشود میتواند به تولید ذرات جدیدی منجر شود که در آن زمان وجود داشته و حالا ناپدیده شده اند.
پژوهشگران میگویند اکنون در مسیری قرار داریم که میتوانیم یکی از نظریات اولیه در مورد لحظات نخستین عالم را رد و یا تائید کنیم و در نتیجه به خیلی از پرسش های فیزیک ذرات اتمی بنام ابرتقارن پاسخ دهیم. خیلی ها امیدوارند که این یکی از گسترش های معتبر برای مدل ستاندارد فیزیک ذرات اتمی است که میتواند فعال و انفعال شناخته شده میان ذرات ریز اتمی را با دقت حیران کننده توضیح دهد، اما متأسفانه با نسبت عام انشتین، ماده تاریک و انرژی تاریک سازگاری نداشته است.



در فیزیک ذرات اتمی، ابرتقارن به تقارنی گفته میشود که ذرات بنیادی دارای یک چرخش  خاص (Spin) را به ذرات بنیادی دیگر با نیم چرخش متفاوت که آن را ابر جفت می نامند مرتبط میکند. در یک نظریه ابرتقارن ناگسستنی، برای هر نوع بوزون یک نوع فرمیون مترادف با جرم مشابه و شمار کوانتوم داخلی و برعکس وجود دارد.

ماده تاریک یک ذره نامرئی است که نمی توان آن را بصورت مستقیم کشف کرد، اما میتوان حضور آن را از گردش کهکشان ها استنباط نمود. دانشمندان باور دارند که ماده تاریک حدود یک چهارم کل جرم عالم را تشکیل داده، در حالیکه ماده عادی یا قابل دیده (کهکشان، ستاره، سیاره، هر آنچه که در عالم دیده میشود) فقط 5 درصد جرم عالم را در بر میگیرد. ترکیب ماده تاریک یک راز است و تاکنون به احتمالات عجیبی ناشناخته در فیزیک منجر شده است.

انرژی آزاد شده از برخورد پرتون با پرتون در شتاب دهنده سرن، خود را بصورت ذراتی نشان میدهد که در همه جهت فرار میکنند. اکثر برخورد ها ذرات ناشناخته ی را به بار می آورد، اما در فرصت های بی نظیر ذرات جدیدی شامل ذرات پیش بینی شده در ابرتقارن یا  ذراتی بنام ذرات S تولید میشود. سبکترین ذره یک نامزد ذاتی برای ماده تاریک است، زیرا پایدار است و استوانه فشرده میونی فقط میتواند این ذرات را در نبود سیگنال های آن در حسگر ها ببیند که در نتیجه به عدم توان در انرژی و سرعت منجر میگردد.
با هدف کشف ذرات، استوانه فشرده میونی به برخورد های توجه دارد که بتواند دو یا چندین "فوران" انرژی بالا تولید کند (گروه یا دسته های از ذرات تقریبأ در همان جهت حرکت کنند) و انرژی در حد قابل توجه گم شود.
در سال 2011 دانشمندان سعی دارند تا شتاب دهنده هادرون و بخصوص استوانه فشرده میونی را به حرکت بی اندازند تا بتوانند به حدی داده ها (اطلاعات) بدست بیارند که در نهایت بتوانند وجود ابرتقارن را به عنوان توضیح مناسب برای وجود ماده تاریک تائید کنند.