ጨለማ ጉዳይ በዝቅተኛ ኃይል ድንበሮች ላይ ሊደበቅ ይችላል - ማስረጃ አለ

ዝርዝር ሁኔታ:

ጨለማ ጉዳይ በዝቅተኛ ኃይል ድንበሮች ላይ ሊደበቅ ይችላል - ማስረጃ አለ
ጨለማ ጉዳይ በዝቅተኛ ኃይል ድንበሮች ላይ ሊደበቅ ይችላል - ማስረጃ አለ
Anonim

በአዲሱ ትውልድ የጨለማ ጉዳይ ፈላጊዎች ውስጥ ምስጢራዊ ውጤቶች አብዮታዊ ግኝትን ሊያበስሩ ይችላሉ። ባለፈው ዓመት ፣ ከእነዚህ መመርመሪያዎች ጋር የሚሰሩ ሳይንቲስቶች በዝቅተኛ የኃይል ተጋላጭነት መጠን ላይ ጭማሪ ፣ ወይም ከልክ በላይ መጨመርን አስተውለዋል።

ከብዙ አሥርተ ዓመታት ከባድ ፍለጋ በኋላ እንኳን ሳይንቲስቶች አንድ የጨለማ ቁስ አካል እንኳ ማግኘት አልቻሉም። የሳይንስ ሊቃውንት የዚህ ዓይነቱ ነገር መኖር ከሞላ ጎደል “ብረት” ማስረጃን ይሰጣሉ ፣ ግን እስከዛሬ ድረስ በእውነቱ ምን እንደያዘ ለማወቅ አልተቻለም። ለበርካታ አስርት ዓመታት የፊዚክስ ሊቃውንት የጨለማው ነገር ከባድ ነው እና በደካማ መስተጋብር የሚባሉ ግዙፍ ቅንጣቶችን ያካተተ ነው - WIMPs ፣ ይህም በቤተ ሙከራ ሁኔታዎች ውስጥ በቀላሉ ሊታወቅ የሚችል ነው።

ሆኖም ፣ ለብዙ ዓመታት ከባድ ምርምር ቢደረግም ፣ ሳይንቲስቶች WIMPs ን ገና ማግኘት አልቻሉም። እና የፊዚክስ ሊቃውንት በበለጠ ጉጉት ፍለጋውን ወሰዱ። ተመራማሪዎች የበለጠ እና የበለጠ ትክክለኛ ሙከራዎችን ሲያካሂዱ ፣ ብዙ መረጃዎችን በማከማቸት ፣ መርማሪዎች ከፕሮቶን ይልቅ በጅምላ የቀለሉ የጨለማ ቁስ ቅንጣቶችን እንዴት መያዝ እንደሚችሉ ላይ ብርሃን የሚፈነጥሩ መላምት ዳግመኛ ግምገማ አለ። እና በዚህ ዓመት መጀመሪያ ላይ በ arXiv ቅድመ -ዝግጅት አገልጋይ ላይ። org ፣ በፊዚክስ ውስጥ የለውጥ ምልክት የሆኑ ሁለት ወረቀቶች ታትመዋል። በእነዚህ መጣጥፎች ውስጥ ደራሲዎቹ ለመጀመሪያ ጊዜ በጨለማ ቁስ በተሠሩ ፕላዝማ (የኤሌክትሮኖች የጋራ እንቅስቃሴዎች) ፍለጋ ላይ ለማተኮር ጥረቶችን ያቀርባሉ።

የወረቀቶቹ የመጀመሪያው የተጻፈው በብሔራዊ አፋጣኝ ላቦራቶሪ ውስጥ በጨለማ ጉዳይ ላይ ጥናት ባደረጉ የሳይንስ ባለሙያዎች ቡድን ነው። በባታቪያ ፣ ኢሊኖይ ውስጥ ኤንሪኮ ፌርሚ (ፌርሚላብ) ፣ እንዲሁም በኡራባና-ቻምፓኒ ከኢሊኖይስ ዩኒቨርሲቲ እና ከቺካጎ ዩኒቨርሲቲ ልዩ ባለሙያተኞች። የሳይንስ ሊቃውንት በዝቅተኛ መጠን ያለው ጨለማ ንጥረ ነገር ፕላዝማዎችን የማመንጨት ችሎታ አለው ፣ እናም እነዚህ ቅንጣቶች አንዳንድ መርማሪዎችን በመጠቀም ሊያዙ ይችላሉ። በዚህ የመሬት መንቀጥቀጥ ወረቀት አነሳሽነት ፣ ዩሲ ሳን ዲዬጎ የፊዚክስ ሊቃውንት ቶንግያን ሊን እና ጆናታን ኮዛዙክ መርማሪዎች ዝቅተኛ የጅምላ ጨለማን የመለየት ችሎታ አላቸው።

የአንቀጾቹ የመጀመሪያ ተባባሪ ደራሲ እና በጨለማው ጉዳይ ጎርዳን ክራንጃይክ በቺካጎ ዩኒቨርሲቲ ፌርሚላብ እና በካቭሊ የኮስሞሎጂካል ፊዚክስ ኢንስቲትዩት። የአካላዊ የፊዚክስ ሊቃውንት ከአስትሮፊዚክስ ባለሙያዎች ጋር በመሆን ለአስር ዓመታት ያህል ዝቅተኛ የጅምላ ጨለማን ችግር በመለየት ላይ እያሰላሰሉ ነው። ፣ ጨለማ ጉዳይ።

በኢየሩሳሌም የዕብራይስጥ ዩኒቨርሲቲ የንድፈ ሀሳብ ፊዚክስ የሆኑት ዮኒት ሆችበርግ “ይህ በጣም ጥሩ ይመስለኛል” በማለት በክራንጃጅክ ቡድን በተገኘው ውጤት ላይ አስተያየት ሰጡ (ምንም እንኳን ዮኒት በተጠቀሱት መጣጥፎች ውስጥ በቀጥታ ባይሳተፍም)። በሆነ ባልታወቀ መንገድ እርምጃ ሊወስዱ የሚችሉ [ፕላዝማዎች] መኖራቸው በእኔ አስተያየት በእውነቱ ተጨማሪ ጥናት የሚፈልግ እጅግ በጣም አስፈላጊ ውጤት ነው።

አንዳንድ ሳይንቲስቶች የመጀመሪያውን የታተመውን ጽሑፍ ውጤቶች በከፍተኛ ጥርጣሬ ይመለከታሉ።በካሊፎርኒያ የቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት የጨለማ ጉዳይ ተመራማሪ የሆኑት ካትሪን ዙሬክ እንዳሉት ፣ ጽሑፉ “በጣም አያሳምነኝም” እና “እንዴት እንደሚሰራ አልገባኝም” ሲል አክሏል። (ዙሬክ እንዲሁ በእነዚህ ጽሑፎች ጽሑፍ ውስጥ አልተሳተፈም ብለን እንጨምራለን)።

በምላሹ ፣ በፈርሚላብ እና በኮስሞሎጂካል ፊዚክስ ኢንስቲትዩት ውስጥ በጨለማ ጉዳይ ጥናቶች መስክ ውስጥ በሙከራ እንቅስቃሴዎች ውስጥ የተሳተፈው የመጀመሪያው ጽሑፍ ኖህ ኩሪንስኪ ተባባሪ ደራሲዎች አንዱ። ካቭሊ ፣ የባለሞያዎች ትችት እውነታ በጭራሽ ያልተለመደ አይደለም ብሎ ያምናል። እኛ ስህተት እንደሆንን ለማረጋገጥ አንድ ተግባር አደረግንላቸው። እናም ይህ ፣ በዚህ የፊዚክስ መስክ እየተካሄደ ያለውን ምርምር በእጅጉ ይጠቅማል ብዬ አምናለሁ። እነሱ ሊሞክሩት የሚገባው ይህ ነው”ብለዋል ኩሪንስኪ።

ጥረቶችን ያጣምሩ

ምንም ዱካ የማይተው የማይታይ ነገር አደን ብዙውን ጊዜ እንደዚህ ያለ ነገር ይሄዳል -የጨለማ ቁስ ቅንጣቶችን ለመለየት ፣ የፊዚክስ ሊቃውንት የአንዳንድ ቁሳቁሶችን ቁራጭ ይወስዳሉ ፣ ከመሬት በታች ጥልቅ ቦታ ያስቀምጡት ፣ ከመሣሪያዎች ጋር ያገናኙት እና ከዚያ ይጠብቁ ምልክት የማስተካከል ተስፋ። በተለይም የሳይንስ ሊቃውንት የጨለማ ቁስ አካል በቀጥታ ወደ መመርመሪያው እንደሚመታ ተስፋ ያደርጋሉ ፣ ይህም በመሣሪያው ሊታወቅ የሚችል ኤሌክትሮኖች ፣ ፎተኖች ወይም ሌላው ቀርቶ ሙቀትን ያስከትላል።

ጨለማ ጉዳዮችን ለመለየት የንድፈ ሀሳብ አቀራረቦች ከ 1985 ጀምሮ በተፃፈ ጽሑፍ ውስጥ ተዘርዝረዋል። የጨለማ ቁስ ቅንጣቶችን ለመፈለግ የኒውትሪኖ መመርመሪያ እንዴት እንደገና እንደሚመለስ ገልፀዋል። በዚያ ጽሑፍ ውስጥ እንደሚታየው ፣ ወደ ውስጥ የሚገባ የጨለማ ቁስ ቅንጣት መርማሪው የተሠራበትን ንጥረ ነገር የአቶሚክ ኒውክሊየስን ሊመታ ይችላል ፣ እናም ልክ አንድ ቢሊያርድ ኳስ ከሌላው ጋር እንደሚጋጭ ፣ ለኋለኞቹም ግፊት እንደሚሰጥ ሁሉ ፣ ተነሳሽነት ይሰጠዋል። በዚህ ግጭት ምክንያት ፣ ኒውክሊየስን በደንብ መምታት ጨለማ ጉዳይ ፣ ፍጥነትን ይሰጣል ፣ በዚህም ምክንያት ኤሌክትሮን ወይም ፎቶን ይወጣል።

በከፍተኛ ኃይሎች ሁሉም ነገር በጣም ጥሩ ይሆናል። በመመርመሪያው ውስጥ ያሉት አቶሞች እንደ ነፃ ቅንጣቶች ፣ ልዩ እና እርስ በእርስ የማይዛመዱ ሆነው ሊታዩ ይችላሉ። ሆኖም ፣ በዝቅተኛ ኃይል ፣ ሥዕሉ ይለወጣል።

ጨለማ ነገርን የሚያጠናው በኢሊኖይስ ዩኒቨርሲቲ የዩናታን ካን የመጀመሪያ ጽሑፍ ተባባሪ ደራሲ “ግን መርማሪዎች ከነፃ ቅንጣቶች የተሠሩ አይደሉም” ብለዋል። “እነሱ በጣም ከተለየ ቁሳቁስ የተሠሩ ናቸው። እና ስለዚህ የእርስዎ መርማሪ በትክክል እንዴት እንደሚሰራ በትክክል ለመረዳት ከፈለጉ ስለዚህ ነገር ሁሉ መረጃ ሊኖርዎት ይገባል።

በመርማሪው ውስጥ ፣ ትንሽ የጅምላ የጨለማ ቅንጣት አሁንም ኃይልን ያስተላልፋል ፣ ግን በተፈጠረው ተጽዕኖ የተነሳ የተቀሩት ቅንጣቶች በቢሊየር ውስጥ እንደ ኳሶች አይበተኑም ፣ ግን መንቀጥቀጥ ይጀምራሉ። በሌላ አነጋገር ፣ የፒንግ-ፓንግ ኳስ ተመሳሳይነት እዚህ የበለጠ ተገቢ ነው።

ሊን “እኛ ወደ ዝቅተኛ የጅምላ ጭለማ እንደሄድን ፣ ከዚያ ሌላ - የበለጠ ስውር - ውጤቶች እዚህ መታየት ይጀምራሉ” ብለዋል። እነዚህ ስውር ውጤቶች ማለት የፊዚክስ ሊቃውንት “የጋራ መነሳሳት” ብለው መጥራት ይወዳሉ። እና እዚህ ያለው ትርጉሙ ይህ ነው -ብዙ ቅንጣቶች እርስ በእርስ በአንድ ጊዜ የሚንቀሳቀሱ ከሆነ ፣ ብዙ ነጠላ የሚንቀጠቀጡ አተሞችን ያካተተ እንደ የድምፅ ሞገድ ፣ እንደ አንድ ነጠላ እነሱን ለመግለፅ የበለጠ አመቺ ነው።

ኤሌክትሮኖች በዚህ መንገድ ጠባይ ማሳየት ከጀመሩ በዚህ ሁኔታ ፕላዝማ ይነሳሉ። የአቶሚክ ኒውክሊየስ ቡድን መንቀጥቀጥ ከጀመረ ፣ ከዚያ የእነሱ የጋራ መነሳሳት ፎኖን ይባላል። ይህ ክስተት በተለምዶ አስትሮፊዚክስ እና ከፍተኛ ኃይል የፊዚክስ ባለሙያዎች ጨለማን የሚያጠኑ ናቸው። ሆኖም ፣ እነሱ አግባብነት እንደሌለው አድርገው ይመለከቱታል።

ነገር ግን ፣ በፊዚክስ ፊሊፕ አንደርሰን ዘግይቶ የኖቤል ተሸላሚ እንደገለጸው ፣ “የበለጠ የተለየ ማለት ነው ፣” ማለትም ፣ ስርዓቱ እያደገ ሲሄድ ፣ ሙሉ በሙሉ የተለያዩ የባህሪ ህጎች ሊኖሩት እንደሚችል ስለማወቅ እንናገራለን [ትርጉም በፊሊፕ አንደርሰን ፣ 1972. “የበለጠ የተለየ” ፣ ማለትም ፣ የበለጠ የተለየ ነው ፣ - በግምት። መተርጎም]። ለምሳሌ ፣ የውሃ ጠብታ ከአንድ የውሃ ሞለኪውል (H2O) በጣም የተለየ ነው። ዮናታን ካን “በዚህ ጽንሰ -ሀሳብ ሙሉ በሙሉ ተሞልቻለሁ” ይላል።

በሁለቱም ወረቀቶች ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የፕላዝማ ምርት አቀራረቦች አንዳቸው ከሌላው በመጠኑ የተለዩ ናቸው።ሆኖም ደራሲዎቹ ተመሳሳይ መደምደሚያ ላይ ደርሰዋል -እኛ በእርግጥ የፕላዝማዎችን ምርት የሚያመለክቱ ምልክቶችን መፈለግ አለብን። በተለይም በሊን እና በኮዛቹክ ስሌቶች መሠረት የፕላዝሞንን በዝቅተኛ መጠን በጨለማ የመፍጠር መጠን የኤሌክትሮን ወይም የፎቶን መልክ መጠን በግምት አንድ አስር ሺህ ይሆናል። ይህ እሴት የማይመስል ሊመስል ይችላል ፣ ግን ለፊዚክስ ባለሙያዎች በጣም ትክክለኛ ነው።

በጨለማ ውስጥ የኃይል መጨመር

እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ ፣ በጣም ጠንቃቃ ጠቋሚዎች ጠቆር ያለ ነገርን ለመለየት ግዙፍ ፈሳሽ xenon ን ተጠቅመዋል። ሆኖም ግን ፣ ባለፉት ጥቂት ዓመታት ውስጥ በአዲሱ ትውልድ በአነስተኛ ጠንካራ ግዛት መመርመሪያዎች ተተክተዋል። እነሱ በ EDELWEISS III ፣ SENSEI እና CRESST-III ምህፃረ-ቃላት ይታወቃሉ እና እንደ ጀርማኒየም ፣ ሲሊከን እና መርከብ ካሉ ቁሳቁሶች የተገነቡ ናቸው። እንደነዚህ ያሉት ጠቋሚዎች ከጨለማ ቁስ ጋር ለግጭት ተጋላጭ ናቸው ፣ ይህም አንድ ኤሌክትሮን ብቻ ያስከትላል።

ነገር ግን ሁሉም መመርመሪያዎች ፣ የጥበቃ ደረጃቸው ምንም ይሁን ምን ፣ ለውጫዊ ጫጫታ ስሜታዊ ናቸው ፣ ምንጮቹ ለምሳሌ ፣ የጀርባ ጨረር ሊሆኑ ይችላሉ። እናም ስለዚህ ባለፈው ዓመት ከብዙ የጨለማ ቁስ ፈላጊዎች ጋር የሚሰሩ ሳይንቲስቶች በድንገት በዝቅተኛ የኃይል ተፅእኖዎች ውስጥ ጭማሪን ወይም ከመጠን በላይ መመዝገብ ጀመሩ ፣ ግን ይህንን እውነታ በዝምታ አልፈዋል።

የኩሪንስኪ እና የሥራ ባልደረቦቹ ወረቀቱ ለመጀመሪያ ጊዜ ከጨለማ ቁስ ጋር በተለያዩ ሙከራዎች ውስጥ በተመለከቱት በእንደዚህ ዓይነት ዝቅተኛ ኃይል “ከመጠን በላይ” መካከል አስደናቂ ተመሳሳይነት ተመልክቷል። ከእነዚህ ከመጠን በላይ ጥቂቶቹ በኪሎግራም መርማሪ ብዛት 10 ሄርዝ አካባቢ ያተኮሩ ይመስላል። እና መመርመሪያዎቹ ከተለያዩ ቁሳቁሶች የተሠሩ በመሆናቸው ፣ ሙሉ በሙሉ በተለያዩ ቦታዎች የሚገኙ እና እርስ በእርስ በተለያዩ ሁኔታዎች ውስጥ የሚሰሩ በመሆናቸው ፣ ከዚያ ለጨለማ ቁስ አካል ስውር ተጽዕኖ ካልሆነ በስተቀር ለዚህ እንግዳ ወጥነት ሌላ ዓለም አቀፍ ምክንያት የለም ማለት ነው። የተከተለው ሳይንሳዊ ክርክር ከፕላዝማ ጋር በተዛመደ የሂሳብ ሥራ ላይ በፍጥነት ለመሥራት የጀመሩት እንደ ሊን ያሉ ሌሎች የፊዚክስ ሊቃውንትን ትኩረት ስቧል። ግን ሊን እንኳን ይጠራጠራሉ -በአሁኑ ጊዜ የተደረጉት ሙከራዎች ውጤቶች ፕላዝማ የሚመነጨው በጨለማ ነገር ሳይሆን በሌላ ነገር ቢሆንስ? “ጨለማ ጉዳይ መንስኤ አይደለም እያልኩ አይደለም። እኔ የምናገረው ጨለማው ጉዳይ እስካሁን ድረስ አሳማኝ ያልሆነ መስሎ ይታየኛል”ይላል ሊን።

አዲስ መረጃ ከቅርብ የጨለማ ጉዳይ ፈላጊዎች ስለሚመጣ ይህ መላምት በተደጋጋሚ ይሞከራል እና ይገመገማል። ነገር ግን መርማሪዎቹ በአሁኑ ጊዜ ሚስጥራዊውን ንጥረ ነገር ቢያገኙ ወይም ባይፈልጉ ምንም አይደለም። አሁን በዚህ የፊዚክስ መስክ የሚሰሩ የሳይንስ ሊቃውንት ፕላዝማዎችን እና ዝቅተኛ የጅምላ ጨለማን ሌሎች የባህሪ መንገዶችን እያጠኑ ነው። ምርምር በመካሄድ ላይ ነው።

ክሪዛክ “ብዙ ስህተቶችን እንደሠራን አልገለልም ፣ ግን ሁሉም ለራሳቸው ፍላጎት ያነሳሳሉ” ብለዋል።

የሚመከር: