أثبت اختبار قصير أن كاشف المادة المظلمة LUX-ZEPLIN الجديد هو الأكثر حساسية في العالم لحد اللحظة. وقد يكون هذا الكاشف أفضل خيار لإيجاد جزيئات المادة المظلمة أخيراً.
زود البحث عن المادة المظلمة للتو بعينين جديدتين، إذ أظهر التشغيل التجريبي لكاشف LUX-ZEPLIN (LZ) في ساوث داكوتا أنه أكثر كاشفات المادة المظلمة حساسية حتى الآن، ويستعد الباحثون لتشغيله والبدء في البحث بجدية عن المادة المظلمة.
ويتكون الكاشف LZ من خزان ضخم من التيتانيوم مملوء بعشرة أطنان من الزينون السائل شديد النقاء. وعندما يصطدم جسيم من خارج الخزان بذرة زينون، بشكل نبضة ضوئية تقيسها سلسلة من الكاشفات المحيطة بالخزان. ويمكن بعد ذلك تحليل خصائص هذا الضوء لتحديد نوع الجسيم الذي تسبب بهذه النبضة. وبغية وقاية الزينون من الجسيمات والإشعاعات التي نعرف أنها ليس صادرة عن المادة المظلمة، أُحيط الخزان بخزان أكبر من المياه النقية ودفنا تحت الأرض على عمق أكثر من كيلومتر في منجم ذهب قديم.
وقال عضو فريق LZ شمكور غاغ في جامعة لندن "مركز LZ هو أنقى مكان على وجه الأرض، ربما في النظام الشمسي كله. ولا توجد مكان آخر على هذا الكوكب أو داخله خالية من الإشعاع والغبار... ويمكننا التعامل مع نحو غرام من الغبار في الكاشف، لكن إذ وجدت 3 غرامات من الغبار لن نتمكن من العثور على أي شيء".
لم تنجح عقود من البحث عن جسيمات المادة المظلمة حتى الآن، لذلك صنع الباحثون المزيد والمزيد من أجهزة الكشف الحساسة. وأظهر التشغيل التجريبي على مدى 3.5 شهراً والذي انتهى في نيسان (أبريل) الماضي أن الكاشف LZ هو الأكثر حساسية حتى الآن. يقول غاغ: "لقد سجلنا البيانات على مدى بضعة أشهر، وعندما نظرنا إليها قلنا ’اللعنة، إننا الأفضل في العالم فعلاً‘. يبدو الأمر كما لو كنت قد صنعت سيارة جديدة وأخذتها في جولة قصيرة حطمت خلالها الرقم القياسي العالمي للسرعة على اليابسة".
وبمعزل عن الحساسية، لم تكن فترة الأشهر الثلاث طويلة بما يكفي للعثور على المادة المظلمة. وحتى لو وصل بعضها من خلال الكاشف خلال تلك الفترة، لن يكون لدينا بيانات كافية لنحدد ماهيتها على وجه اليقين، على حد قول غاغ.
ولفت غاغ إلى أن "الأمر في الوقت الحالي غريب نوعاً ما، وكأننا نقول إننا الأفضل في العالم في عدم العثور على أي شيء... لكن احتمال العثور على ظاهرة فيزيائية جديدة بعد بضع سنوات من الآن أمر معقول تماماً".
newscientist