منوعات

ربط ساعة ذرية بسفينة الفضاء لاكتشاف المادة المظلمة

10 كانون الأول 2022 20:04

اقترح العلماء مؤخرا طريقة غير تقليدية لإيجاد المادة المظلمة، وهي عبر التحديق في الساعة. حيث تقترح الدراسة الجديدة أن أفضل طريقة للعثور على المادة المظلمة المراوغة في الفضاء هي عن طريق ربط ساعة ذرية بمركبة فضائية داخل مدار عطارد وقريبة جدا من الشمس.

المادة المظلمة في الفضاء

تجدر الإشارة إلى أنه يقدر أن المادة المظلمة تشكل أكثر من 80٪ من الكتلة الكلية في الكون، فبالنسبة لشيء يشكل جزءا كبيرا من الكون، فلم يتم رؤيتها على الإطلاق على الرغم من أن علماء الفلك والفيزياء عقودا في التوصل إلى تجارب لاكتشاف المادة المظلمة لكن دون نجاح يذكر.

طرق اكتشاف المادة المظلمة

أحد المكونات المهمة لاكتشاف المادة المظلمة هو افتراض الكثافة المحلية لجسيمات المادة المظلمة التي تمر عبر الكاشف في أي وقت، ففي بعض الأحيان ، قد تكون الكثافة أعلى بكثير مما كان مفترضا في البداية ، بينما في أوقات أخرى يمكن أن تصبح المادة المظلمة أكثر تركيزًا في بعض المناطق عن غيرها، وفقا لعلماء الفلك القائمين على هذه الدراسة. 

الجدير بالذكر أن المحاولات التجريبية الأخرى تضمنت استخدام الذرات أو النوى لأنها حساسة للغاية لإشارات المادة المظلمة، وقد كان أحد أسباب هذه الحساسية العالية هو أنه عندما يكون لجسيمات المادة المظلمة كتل صغيرة للغاية ، فإنها تخلق إشارات متذبذبة، والتي تؤثر بدورها في كتلة الإلكترون أو قوة التفاعل للقوة الكهرومغناطيسية المسؤولة عن الانتقال في الذرات والنواة.

ساعات ذرية لاكتشاف المادة المظلمة في الكون

أما في هذه الدراسة الجديدة ، ركز الباحثون على استخدام هذه الإشارات المتذبذبة للحصول على فرصة أفضل لاكتشاف المادة المظلمة، حيث نصت فرضيتهم على أن المنطقة الواقعة بين مدار كوكب عطارد والشمس بها كثافة كبيرة للغاية من المادة المظلمة ، مما يعني وجود المزيد من الحساسية للإشارات المتذبذبة، مشيرين إلى أنه يمكن التقاط هذه الإشارات بواسطة الساعات الذرية.

آلية عمل الساعة الذرية لمراقبة المادة المظلمة

تراقب الساعات الذرية الطول الدقيق للثانية بدقة عالية عن طريق قياس تردد الفوتونات المنبعثة في الذرات التي تنتقل إلى مستويات طاقة مختلفة. ففي ظل وجود مادة مظلمة خفيفة للغاية ، يمكن للساعات الذرية تعديل تردداتها نظرا إلى أنه يمكن للتذبذبات الناجمة عن المادة المظلمة أن تغير طاقة الفوتون.

تحليل الاشارات باستخدام الساعة الذرية

حيث يقول البروفيسور جوشوا إيبي، الباحث المشارك في الدراسة من معهد كافلي للفيزياء والرياضيات الكونية:" "كلما زادت المادة المظلمة زادت هذه التذبذبات ، لذا فإن قياس الكثافة المحلية للمادة المظلمة مهمة جدا عند تحليل الإشارات باستخدام ساعة الذرية".

إن العلماء ليسوا متأكدين تماما مما إذا كان الاقتراب من الشمس يتسبب في زيادة كثافة المادة المظلمة أم لا ، حيث تستند جميع المعلومات التي تم سردها في فرضيتهم إلى دراسة مدارات الكواكب. ومع ذلك ، فقد جادلوا إلى أنه حتى البحث منخفض الحساسية يمكن أن يجلب رؤى قيمة حول المادة المظلمة.

المسبار الشمسي باركر التابع لوكالة الفضاء الأمريكية

الجدير بالذكر أنه يمكن أن تصبح هذه النظرية حقيقة واقعة لأن تكنولوجيا المركبات الفضائية لإجراء هذا البحث موجودة بالفعل. فمنذ عام 2018 ، سافر المسبار الشمسي باركر التابع لوكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" بالقرب من الشمس أكثر من أي مركبة أخرى صنعها الإنسان في التاريخ، وهو موجود في الوقت الراهن داخل مدار عطارد وسيقترب من الشمس في غضون عام من الآن.

Study Finds