بحث جديد عن المادة المظلمة ينفي العثور عليها

مجلة رونق - تم الإبلاغ عن النتائج الأولى لجهد جديد هائل للكشف عن المادة المراوغة. وفقًا لتقليد طويل لباحثي المادة المظلمة ، لم تجد التجربة المسماة LZ أي مادة مظلمة. لكن فعلوا ذلك بشكل أفضل من أي وقت مضى ، ذكر الفيزيائيون يوم 7 يوليو في ندوة افتراضية عبر الإنترنت وورقة بحثية نُشرت على موقع LZ الإلكتروني. ومع توقع بيانات عدة سنوات أخرى من LZ وتجارب أخرى مماثلة ، يأمل الفيزيائيون أخيرًا في الحصول على لمحة عن المادة المظلمة.

قال المتحدث باسم إل زد هيو ليبينكوت ، عالم الفيزياء في جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا ، خلال الندوة عبر الإنترنت: "تظل المادة المظلمة واحدة من أعظم الألغاز في فيزياء الجسيمات اليوم".

تهدف LZ ، أو LUX-ZEPLIN ، إلى اكتشاف الجسيمات غير المعروفة التي يُعتقد أنها تشكل معظم المادة في الكون. على الرغم من عدم اكتشاف أحد جسيم المادة المظلمة بشكل قاطع ، إلا أن تأثيره على الكون يمكن رؤيته في حركة النجوم والمجرات ، وعبر الملاحظات الكونية الأخرى (SN: 7/24/18).

يقع الكاشف على بعد 1.5 ميل تقريبًا تحت الأرض في مرفق أبحاث سانفورد تحت الأرض في الرصاص ، SD ، وهو مملوء بـ 10 أطنان مترية من الزينون السائل. إذا اصطدمت جسيمات المادة المظلمة بنواة إحدى ذرات الزينون ، فإنها ستنتج ومضات من الضوء يلتقطها الكاشف.

تعد تجربة LZ جزءًا من جيل جديد من أجهزة الكشف عن المادة المظلمة القائمة على الزينون السائل الأكبر والأكثر فقرًا ، والتي تشمل أيضًا XENONnT في مختبر Gran Sasso الوطني الإيطالي و PandaX-4T في مختبر Jinping تحت الأرض في الصين. تهدف التجارب إلى الكشف عن نوع نظري من المادة المظلمة يسمى الجزيئات الضخمة ضعيفة التفاعل أو WIMPs (SN: 12/13/16). قام العلماء بتوسيع نطاق البحث لإتاحة فرصة أفضل لاستنشاق الجسيمات ، حيث يحتوي كل كاشف على عدة أطنان من الزينون السائل.

باستخدام ما يقرب من 60 يومًا من البيانات ، تجاوز LZ بالفعل الجهود السابقة لتحديد WIMPs (SN: 05/28/18). يقول الفيزيائي النظري دان هوبر Dan Huber من Fermilab في باتافيا ، إلينوي ، والذي لم يشارك في الدراسة: "إنه أمر مثير للإعجاب حقًا ما تمكنوا من تحقيقه ، إنه أعجوبة تكنولوجية".

على الرغم من أن بحث LZ جاء فارغًا ، "الطريقة التي يتم بها أخذ شيء ما هي عندما يكون لديك عدة سنوات متتالية من الجري" ، كما يقول متعاون LZ ماثيو سزيداجيس ، الفيزيائي في جامعة ألباني في نيويورك. من المتوقع أن يتم توفير البيانات من تلك الفترة الطويلة للفيزيائين

الآن وقد أظهر الكاشف إمكاناته ، كما يقول عالم الفيزياء LZ كيفين ليسكو من مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا ، "نحن متحمسون لما سنراه."