فيزيائيون يستخدمون أجهزة استشعار كمومية لصيد المادة المفقودة فى الكون

لا تزال المادة المظلمة، التي تفوق المادة العادية بمقدار نحو خمسة إلى واحد، غير مرئية وتشكل لغزًا كبيرًا في علم الكون، يسعى الفيزيائيون الآن إلى استخدام أدوات جديدة للقبض على جسيماتها المراوغة، في جامعة تكساس إيه آند إم، يعمل فريق الدكتور روبّاك ماهاباترا على بناء كواشف سيليكون فائقة البرودة مزودة بأجهزة استشعار كمومية لالتقاط أدق الإشارات الصادرة عن المادة المظلمة، على المستوى العالمي، يجمع الباحثون بين الكواشف تحت الأرض، والتلسكوبات، والمصادمات لتسليط الضوء على هذه الكتلة الخفية.

كواشف متقدمة تبحث عن ما لا يمكن اكتشافه

وفقًا للدراسة، ساهم فريق ماهاباترا في تطوير نظام TESSERACT، المصمم لتضخيم الإشارات الضعيفة للغاية التي كانت مخفية وسط الضوضاء، أجهزة الاستشعار المبردة لديهم حساسة لدرجة أنها قد تسجل ضربة واحدة من المادة المظلمة في السنة أو أقل، وكما يوضح ماهاباترا، فإن البحث يشبه “وصف فيل من خلال لمس ذيله”، مشيرًا إلى صعوبة المهمة، ويُبنى هذا النهج الجديد على عقود من العمل، مثل مشاريع SuperCDMS، لدفع حدود الكشف إلى مستويات أدق وأقل من ذي قبل.

البحث العالمي والمؤشرات الجديدة

تتزايد المبادرات البحثية حول العالم، كاشف LUX-ZEPLIN (LZ) تحت الأرض أنهى مؤخرًا أحدث جولات تشغيله، واضعًا قيودًا قياسية عالمية على جسيمات WIMP، العلماء في هذه الحجرة فائقة الحساسية من الزينون لاحظوا أيضًا النيوترينوهات الشمسية، لكن هذا الإنجاز يمثل علامة هامة تشير إلى أن الكواشف بدأت الآن في دخول “ضباب النيوترونات” من الأحداث الخلفية، في الوقت نفسه، رصد الفلكيون في الفضاء هالة من أشعة غاما بطاقة 20 جيجا إلكترون فولت في مركز مجرة درب التبانة، كما تنبأت به نماذج تحلل المادة المظلمة، ويؤكد الخبراء أن لا توجد طريقة واحدة فقط للكشف عن المادة المظلمة، إذ تلعب التجارب، والتلسكوبات، والنظريات معًا دورًا مهمًا في حل هذا اللغز الكوني.