تطوير "راديو فضائي" للبحث عن أشكال خفيفة للمادة المظلمة
أخبارنا :
قام فريق دولي من الفيزيائيين بتطوير مادة ثنائية الأبعاد تعتمد على مركب من المنغنيز والبزموت والتيلوريوم، وهي قادرة على إنتاج توهج ضوئي عند تفاعلها مع الأكسيونات.
ويصف علماء الفلك تلك الأكسيونات بأنها جسيمات افتراضية من أشكال المادة المظلمة الخفيفة. وسيصبح هذا المركب أساسا لـ"راديو فضائي" قادر على البحث عن آثار الأكسيونات في الفضاء المحيط، وفقا لما أفادت به كلية لندن الملكية.
وأوضح ديفيد مارش الباحث في الكلية:" يمكننا الآن تصميم كاشف للمادة المظلمة يكون في جوهره نظيرا فضائيا لراديو السيارات، وسيلتقط الإشارات الصادرة عن المجرة بأكملها وسيبحث تدريجيا عن ترددات نتوقع إيجاد أكسيونات عليها. ومن خلال هذا "الراديو الفضائي" سنتمكن عاجلا أم آجلا من العثور على هذه الجسيمات أو التأكد من عدم وجودها."
وأشار الباحثون إلى أن هياكل ثنائية الأبعاد مصنوعة من تيلوريد البزموت والمنغنيز ستشكل أساسا لهذا "الراديو الفضائي"، وسيتميز هذا المركب بخصائص مغناطيسية وكوانتية وبصرية غير عادية، مع إمكانية اختراق نوعين من التناظر الفيزيائي داخله، وهما تناظر التكافؤ وتناظر الزمن.
وأضاف الفيزيائيون أن هذه الخصائص تتيح إنشاء تذبذبات مستقرة داخل البلورات تشبه الأكسيونات في خصائصها. وسبق أن حاول العلماء إنشاء ما يسمى بـ" شبه الجسيمات" على شكل الأكيونات في مواد غريبة أخرى، لكنها كانت ضعيفة جدا لدراستها أو استخدامها في البحث عن جسيمات المادة المظلمة الحقيقية.
واكتشف الفيزيائيون أنه يمكن تعزيز هذه التذبذبات الكوانتية باستخدام شكل ثنائي الأبعاد من تيلوريد البزموت والمنغنيز يحتوي على بضع طبقات ذرية فقط. وأظهرت التجارب أنه يمكن اكتشاف شبه جسيمات الأكسيون عن طريق توصيل أقطاب كهربائية بغشاء من تيلوريد البزموت والرصاص، وتمرير تيار كهربائي عبره، ومراقبة تذبذباته باستخدام الليزر والمجاهر الذرية.
وإذا اصطدم أكسيون حقيقي يشبه جسيما بالكاشف، فسيؤدي ذلك إلى ظهور وميض ضوئي خافت وملحوظ. ويمكن بهذه الطريقة البحث عن جسيمات المادة المظلمة الخفيفة في نطاق كتلة يتراوح بين 0.01 و0.1 إلكترون فولط، وهو مجال لا تغطيه الأدوات العلمية الحالية.
ويتوقع العلماء أن هذه البحوث ستقدم إجابة قاطعة خلال 15 عاما حول وجود الأكسيونات بهذه الكتل، كما تشهد العديد من الأرصاد الفلكية.
يذكر أن عمليات البحث غير المثمرة عن المادة المظلمة "الثقيلة" دفعت بعلماء الكونيات إلى افتراض أنها قد تتكون من الأكسيونات، وهي جسيمات خفيفة جدا تشبه النيوترينو في الكتلة والخصائص. وفشلت المحاولات الأولى لاكتشافها، لكن قبل خمس سنوات عثر كاشف XENON 1T عن أدلة محتملة على وجودها. وشكك العلماء في هذه النتائج عام 2022 بعد تحليل بيانات أولية واردة من كاشف XENONnT فائق القدرة.
المصدر: تاس
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
أخبارنا
١٩-٠٤-٢٠٢٥
- أخبارنا
تطوير "راديو فضائي" للبحث عن أشكال خفيفة للمادة المظلمة
أخبارنا : قام فريق دولي من الفيزيائيين بتطوير مادة ثنائية الأبعاد تعتمد على مركب من المنغنيز والبزموت والتيلوريوم، وهي قادرة على إنتاج توهج ضوئي عند تفاعلها مع الأكسيونات. ويصف علماء الفلك تلك الأكسيونات بأنها جسيمات افتراضية من أشكال المادة المظلمة الخفيفة. وسيصبح هذا المركب أساسا لـ"راديو فضائي" قادر على البحث عن آثار الأكسيونات في الفضاء المحيط، وفقا لما أفادت به كلية لندن الملكية. وأوضح ديفيد مارش الباحث في الكلية:" يمكننا الآن تصميم كاشف للمادة المظلمة يكون في جوهره نظيرا فضائيا لراديو السيارات، وسيلتقط الإشارات الصادرة عن المجرة بأكملها وسيبحث تدريجيا عن ترددات نتوقع إيجاد أكسيونات عليها. ومن خلال هذا "الراديو الفضائي" سنتمكن عاجلا أم آجلا من العثور على هذه الجسيمات أو التأكد من عدم وجودها." وأشار الباحثون إلى أن هياكل ثنائية الأبعاد مصنوعة من تيلوريد البزموت والمنغنيز ستشكل أساسا لهذا "الراديو الفضائي"، وسيتميز هذا المركب بخصائص مغناطيسية وكوانتية وبصرية غير عادية، مع إمكانية اختراق نوعين من التناظر الفيزيائي داخله، وهما تناظر التكافؤ وتناظر الزمن. وأضاف الفيزيائيون أن هذه الخصائص تتيح إنشاء تذبذبات مستقرة داخل البلورات تشبه الأكسيونات في خصائصها. وسبق أن حاول العلماء إنشاء ما يسمى بـ" شبه الجسيمات" على شكل الأكيونات في مواد غريبة أخرى، لكنها كانت ضعيفة جدا لدراستها أو استخدامها في البحث عن جسيمات المادة المظلمة الحقيقية. واكتشف الفيزيائيون أنه يمكن تعزيز هذه التذبذبات الكوانتية باستخدام شكل ثنائي الأبعاد من تيلوريد البزموت والمنغنيز يحتوي على بضع طبقات ذرية فقط. وأظهرت التجارب أنه يمكن اكتشاف شبه جسيمات الأكسيون عن طريق توصيل أقطاب كهربائية بغشاء من تيلوريد البزموت والرصاص، وتمرير تيار كهربائي عبره، ومراقبة تذبذباته باستخدام الليزر والمجاهر الذرية. وإذا اصطدم أكسيون حقيقي يشبه جسيما بالكاشف، فسيؤدي ذلك إلى ظهور وميض ضوئي خافت وملحوظ. ويمكن بهذه الطريقة البحث عن جسيمات المادة المظلمة الخفيفة في نطاق كتلة يتراوح بين 0.01 و0.1 إلكترون فولط، وهو مجال لا تغطيه الأدوات العلمية الحالية. ويتوقع العلماء أن هذه البحوث ستقدم إجابة قاطعة خلال 15 عاما حول وجود الأكسيونات بهذه الكتل، كما تشهد العديد من الأرصاد الفلكية. يذكر أن عمليات البحث غير المثمرة عن المادة المظلمة "الثقيلة" دفعت بعلماء الكونيات إلى افتراض أنها قد تتكون من الأكسيونات، وهي جسيمات خفيفة جدا تشبه النيوترينو في الكتلة والخصائص. وفشلت المحاولات الأولى لاكتشافها، لكن قبل خمس سنوات عثر كاشف XENON 1T عن أدلة محتملة على وجودها. وشكك العلماء في هذه النتائج عام 2022 بعد تحليل بيانات أولية واردة من كاشف XENONnT فائق القدرة. المصدر: تاس
السوسنة
١٢-٠١-٢٠٢٥
- السوسنة
8 تساؤلات كبرى حول الكون لم تُحل بعد
السوسنة على الرغم من الإنجازات الكبيرة التي حققتها البشرية في فهم نشأة الكون وتطوره، الا ان هناك الكثير من الألغاز والتساؤلات المحيرة لم تُحل بعد، وهي: الأول.. المادة والطاقة المظلمة تشكل "المادة الطبيعية" التي نعرفها – مثل النجوم والكواكب والمجرات وكل ما يحيط بنا – حوالي 5% فقط من الكون، أما الـ95% المتبقية فتُعرف باسم "الكون المظلم"، وهي تتألف من المادة المظلمة والطاقة المظلمة، ولا نزال لا نفهم طبيعة هذه العناصر أو كيف تعمل. الثاني.. لماذا تتسارع توسع الكون؟ في أوائل القرن العشرين، اكتشف إدوين هابل أن الكون في حالة توسع، مما كان صدمة للمجتمع العلمي آنذاك، وفي نهاية القرن العشرين، اكتشف علماء الفلك أن هذا التوسع لا يتباطأ كما كان متوقعا، بل يتسارع. وقد أطلق العلماء اسم "الطاقة المظلمة" على القوة الغامضة التي تقود هذه الظاهرة، وتشكل هذه الطاقة 68% من الكون. ولكن اللغز الحقيقي هو: لماذا بدأت الطاقة المظلمة في الهيمنة على الكون فجأة بعد 9-10 مليارات سنة من الانفجار العظيم؟ الثالث.. مشكلة التسخين التاجي للشمس على الرغم من أن الشمس هي أقرب نجم لنا، فإن العلماء لا يزالون يجهلون سبب ارتفاع درجة حرارة الهالة الشمسية (التاج) إلى أكثر من مليوني درجة مئوية، في حين أن سطح الشمس أقل بكثير بدرجة حرارة 6000 درجة مئوية فقط. وهذه المشكلة تحير العلماء منذ عقود، إذ يتوقع أن يزداد السخونة كلما اقتربنا من مركز الشمس، ولكن الهالة تشذ عن هذه القاعدة. الرابع.. الثقوب السوداء العملاقة في الكون المبكر كشفت تلسكوبات مثل "جيمس ويب" عن وجود ثقوب سوداء عملاقة بملايين المرات من كتلة الشمس في الكون المبكر، بعد 600 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم، وهذه الكتل الهائلة تتطلب وقتا أطول بكثير لتتشكل، مما يضع العلماء أمام تحدي إعادة تقييم نماذج تطور الكون. الخامس.. أجسام "جمبو" الغامضةفي العام الماضي، اكتشف العلماء بفضل تلسكوب "جيمس ويب" أجساما ثنائية الكتلة بحجم كوكب المشتري، تُعرف باسم "جمبو"، في سديم الجبار. هذه الأجسام ليست نجوما ولا كواكب، وتحدّت كل ما نعرفه عن كيفية تشكل النجوم والكواكب، فكيف تتشكل هذه الأجسام الغريبة وتبقى ثنائية؟ هذا سؤال لا يزال العلماء يبحثون عن إجابة له. السادس.. ماذا يوجد في قلب الثقب الأسود؟ الثقوب السوداء هي مناطق في الفضاء تتميز بجاذبية هائلة، بحيث لا يستطيع حتى الضوء الهروب منها، ورغم ما قدمته النسبية العامة لأينشتاين من تفسيرات لهذه الأجسام، إلا أن العلماء لا يزالون عاجزين عن تفسير ما يحدث بالضبط في قلب الثقب الأسود، حيث تنهار قوانين الفيزياء التقليدية عند محاولة تفسيرها. السابع.. المادة المظلمة تشكل المادة المظلمة حوالي 27% من الكون، لكننا لا نعرف ما هي بالضبط، وهذه المادة لا تتفاعل مع الضوء أو المادة الطبيعية بالطريقة التي نتوقعها، ورغم البحث الحثيث، لا تزال الجسيمات المفترضة التي تشكل المادة المظلمة مثل الأكسيونات مجرد فرضيات لم تُثبت بعد. الثامن.. لماذا الكون غير ثابت؟ عندما وضع أينشتاين نظريته للنسبية العامة، أظهرت حساباته أن الكون لا يمكن أن يكون ثابتا، وهذا دفعه إلى إدخال "الثابت الكوني" في معادلاته للتوفيق بين النظرية والفكرة السائدة آنذاك بأن الكون ثابت، وفي وقت لاحق، اكتشف العلماء أن الكون ليس فقط يتوسع، بل يتسارع في توسعه، ويعيد العلماء النظر في هذا الثابت الكوني لفهم الطاقة المظلمة، ويبحثون عن إجابات حول طبيعة هذا التسارع.
سرايا الإخبارية
١٢-٠١-٢٠٢٥
- سرايا الإخبارية
ألغاز الكون .. 8 تساؤلات كبرى لم تُحل بعد
سرايا - منذ الأزل، نظر الإنسان إلى السماء متسائلا عن أسرار هذا الكون الفسيح، ومع كل تقدم علمي نحرزه، تتكشف لنا بعض الألغاز الجديدة التي تعمق شعورنا بالدهشة وتجعلنا ندرك كم لا نزال نجهل عن هذا العالم الغامض. وعلى الرغم من الإنجازات الكبيرة التي حققتها البشرية في فهم نشأة الكون وتطوره، تبقى هناك تساؤلات محيرة لم تُحل بعد، تمثل ألغازا 8 ألغاز كونية، وهي: الأول.. المادة والطاقة المظلمة تشكل "المادة الطبيعية" التي نعرفها – مثل النجوم والكواكب والمجرات وكل ما يحيط بنا – حوالي 5% فقط من الكون، أما الـ95% المتبقية فتُعرف باسم "الكون المظلم"، وهي تتألف من المادة المظلمة والطاقة المظلمة، ولا نزال لا نفهم طبيعة هذه العناصر أو كيف تعمل. الثاني.. لماذا تتسارع توسع الكون؟ في أوائل القرن العشرين، اكتشف إدوين هابل أن الكون في حالة توسع، مما كان صدمة للمجتمع العلمي آنذاك، وفي نهاية القرن العشرين، اكتشف علماء الفلك أن هذا التوسع لا يتباطأ كما كان متوقعا، بل يتسارع. وقد أطلق العلماء اسم "الطاقة المظلمة" على القوة الغامضة التي تقود هذه الظاهرة، وتشكل هذه الطاقة 68% من الكون. ولكن اللغز الحقيقي هو: لماذا بدأت الطاقة المظلمة في الهيمنة على الكون فجأة بعد 9-10 مليارات سنة من الانفجار العظيم؟ الثالث.. مشكلة التسخين التاجي للشمس على الرغم من أن الشمس هي أقرب نجم لنا، فإن العلماء لا يزالون يجهلون سبب ارتفاع درجة حرارة الهالة الشمسية (التاج) إلى أكثر من مليوني درجة مئوية، في حين أن سطح الشمس أقل بكثير بدرجة حرارة 6000 درجة مئوية فقط. وهذه المشكلة تحير العلماء منذ عقود، إذ يتوقع أن يزداد السخونة كلما اقتربنا من مركز الشمس، ولكن الهالة تشذ عن هذه القاعدة. الرابع.. الثقوب السوداء العملاقة في الكون المبكر كشفت تلسكوبات مثل "جيمس ويب" عن وجود ثقوب سوداء عملاقة بملايين المرات من كتلة الشمس في الكون المبكر، بعد 600 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم، وهذه الكتل الهائلة تتطلب وقتا أطول بكثير لتتشكل، مما يضع العلماء أمام تحدي إعادة تقييم نماذج تطور الكون. الخامس.. أجسام "جمبو" الغامضة في العام الماضي، اكتشف العلماء بفضل تلسكوب "جيمس ويب" أجساما ثنائية الكتلة بحجم كوكب المشتري، تُعرف باسم "جمبو"، في سديم الجبار. هذه الأجسام ليست نجوما ولا كواكب، وتحدّت كل ما نعرفه عن كيفية تشكل النجوم والكواكب، فكيف تتشكل هذه الأجسام الغريبة وتبقى ثنائية؟ هذا سؤال لا يزال العلماء يبحثون عن إجابة له. السادس.. ماذا يوجد في قلب الثقب الأسود؟ الثقوب السوداء هي مناطق في الفضاء تتميز بجاذبية هائلة، بحيث لا يستطيع حتى الضوء الهروب منها، ورغم ما قدمته النسبية العامة لأينشتاين من تفسيرات لهذه الأجسام، إلا أن العلماء لا يزالون عاجزين عن تفسير ما يحدث بالضبط في قلب الثقب الأسود، حيث تنهار قوانين الفيزياء التقليدية عند محاولة تفسيرها. السابع.. المادة المظلمة تشكل المادة المظلمة حوالي 27% من الكون، لكننا لا نعرف ما هي بالضبط، وهذه المادة لا تتفاعل مع الضوء أو المادة الطبيعية بالطريقة التي نتوقعها، ورغم البحث الحثيث، لا تزال الجسيمات المفترضة التي تشكل المادة المظلمة مثل الأكسيونات مجرد فرضيات لم تُثبت بعد. الثامن.. لماذا الكون غير ثابت؟ عندما وضع أينشتاين نظريته للنسبية العامة، أظهرت حساباته أن الكون لا يمكن أن يكون ثابتا، وهذا دفعه إلى إدخال "الثابت الكوني" في معادلاته للتوفيق بين النظرية والفكرة السائدة آنذاك بأن الكون ثابت، وفي وقت لاحق، اكتشف العلماء أن الكون ليس فقط يتوسع، بل يتسارع في توسعه، ويعيد العلماء النظر في هذا الثابت الكوني لفهم الطاقة المظلمة، ويبحثون عن إجابات حول طبيعة هذا التسارع.
