یک مدل جدید برای حل پرسش کیهانی در مورد ماده تاریک
تاریخ انتشار: جمعه 11 مهر 1393 - 8:50
کلمات کلیدی: کیهان، ماده تاریک،ذره اولیه،گرانش، تبخیر کوانتمی

دانشمندان رشته اخترفیزیک معتقدند که 80 در صد از کل جهان، از ماده ای عجیب و رمزآلود بنام ماده تاریک تشکیل شده است. این ماده به کمک حواس انسان و یا ابزارهای علمی قابل ادراک نیست.

امواج نارنجی و پرتوهای آبی پدیده تبخیر  کوانتمی را نشان می دهند. (دانشگاه کنزاس/ سرویس خبری KU)

 

سعید میکایل مدوودو، استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه کنزاس در این باره می گوید: ماده تاریک تا به امروز در آزمایشگاه مشاهده نشده است و استنباط های ما در مورد آن بر اساس مشاهدات نجومی می باشد.

مدوودو اخیرا تحقیقاتی تازه در مورد ماده تاریک منتشر نموده است، که در آن یک مدل جدید برای ماده تاریک بنام " flavor-mixed multicomponent dark matter (ماده تاریک چند جزئی با طعم مخلوط) ارائه داده است.

مدوودو همچنین می گوید: ماده تاریک، ماده ای ناشناخته هست که به احتمال زیاد متشکل از یک یا چند ذره اولیه ی جدید می باشد که ساختار آنها فرای مدل های استاندارد موجود است. این ماده هرگز بطور مستقیم مشاهده نشده است ولی حضور خود را در جهان با نیروی گرانشی که تولید می کند، نمایان می سازد. تا به امروز، تعداد بسیار زیادی آزمایش در سرتاسر دنیا با هدف یافتن مستقیم این ماده ترتیب داده شده است.

تئوری مدوودو در مورد ماده تاریک بر رفتار ذرات اولیه ای که مشاهده شده اند و یا بطور فرضی در نظر گرفته شده اند استوار است. بر اساس مدل رایج و استاندارد موجود در "تئوری فیزیک ذرات"، ذرات اولیه که به Quarkها، Leptonها و gauge bosonها دسته بندی میشوند، اجزای اصلی سازنده اتم ها می باشند. خصوصیات و یا طعم  (flavor)مربوط به Quarkها و leptonها قابلیت تبادل و تغییر بین این دو ذره را دارا می باشد، زیرا  این دو ذره قادر به ترکیب با یکدیگر در طی پدیده ای بنام ترکیب طعم ها "Falvor- Mixing"  هستند. مدوودو می گوید: در زندگی روزمره ما به این حقیقت عادت کرده ایم که هر ذره و یا اتمی دارای جرم خاصی است. یک ذره با خصوصیات مخلوط (طعم مخلوط) برای ما عجیب است. چنین ذره ای بطور همزمان دارای چندین جرم می باشد، و این ویژگی خود منجر به  ایجاد اثرات جالب و غیر معمولی می گردد.

مدوودو پدیده ترکیب طعم ها را با نور سفید مقایسه می نماید. نور سفید شامل چندین رنگ هست و می تواند رنگین کمان را بوجود آورد. او می گوید: اگر سفید یک طعم می بود، آنگاه قرمز، سبز،و آبی جرم های مختلف محسوب می شدند که با هم ترکیب شده اند تا سفید را ایجاد نمایند. با تغییر نسبت قرمز، سبز و آبی در ترکیب می توان رنگ و یا طعمی متفاوت از سفید تولید کرد.

مدوودو میگوید: کاندیدهای موجود برای جنس ماده تاریک از نظر تئوری باید چند خصوصیتی و یا با طعم مخلوط باشند، از آن جمله می توان ، neutralinos, axion و sterile neutrinos را نام برد، که سه تا از بهترین کاندید های موجودند. او همچنین اضافه می کند که: قبلا ما این موضوع را کشف کرده ایم که  در صورت تکانیدن ذرات با طعم مخلوط ، آنها می توانند از یک مرکز گرانش "تبخیر کوانتمی" شوند. این جمله بدین معناست که آنها با ذره ای دیگر برخورد می کنند. این نتیجه ای شگفت انگیز است و مانند این است که یک سفینه فضایی که از ماده ای با طعم مخلوط ساخته شده است  و در حال  کشیده شدن در یک جاده با ناهمواری های بسیار است (تکاندن)، بدون هیچگونه موشک پرتاب کننده یا هیچ وسیله یا نیروی دیگری ، خود را در فضا قرار دهد (تبخیر کوانتمی).

مدوودو، پروسه فیزیکی "تبخیر کوانتمی " را بصورت  یک کد عددی کیهانی در آورده  است و با کمک سوپرکامپیوترها به شبیه سازی این پدیده پرداخته است. او در این زمینه می گوید: هر شبیه سازی نیاز به بیش از 1000 هسته پردازنده و زمان اجرایی حدود یک هفته دارد. این پروژه که یک سال بطول انجامید، بطور کل زمانی معادل 2 میلیون ساعت کامپیوتر که برابر با 230 سال می باشد صرف نمود. او همچنین می گوید که: ماده تاریک با مواد معمولی واکنش بسیار ضعیفی دارد و این امر باعث شده است تا در آزمایشگهای متعدد در دنیا برای آشکارسازی مستقیم آن، آشکار نگردد. بنابراین فیزیکدانان برای کار در این زمینه یک مدل بنام "Lambda-CDM model." ابداع نموده اند که در آن ماده تاریک یکه ماده بدون برخورد (بدون واکنش)، سرد (دارای شتاب حرارتی بسیار پایین) و با یک ثابت کیهانی (تراکم انرژیی مرموزی که در فضای تهی خارج موجود است) در نظر گرفته شده است. اما این مدل همیشه با داده های مشاهده شده تطابق نداشت، تا زمانی که مدوودو راه حل این معمای قدیمی و مشکل را در مقاله خود ارائه کرد. او در این زمینه می گوید: نتایج ما نشان می دهند که مدل ماده تاریک دو جزئی با طعم مخلوط، بطور همزمان بیشتر مشکلات مدل Lambda-CDM را حل می کند.

 

مرجع:

Mikhail V. Medvedev. Cosmological Simulations of Multicomponent Cold Dark Matter. Physical Review Letters, 2014; 113 (7) DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.071303

این مطلب را می پسندید؟
می پسندم
نظرات
بحرانی
جمعه 11 مهر 1393 - 9:13

خیلی جالب بود. ممنون از شما

هاشم بهمن سلطانی
یکشنبه 13 مهر 1393 - 12:31

بنام خدا. با سپاس از ارایه این مطلب قابل تصور است که عالمی با این وسعت که درک نهایت و بی نهایت در آن خارج  از درک ماست عالمی وجود داشته باشد که با این دقت بسیار بالا و استحکام مثال زدنی دنیایی ورای دیدن یا اندازه گیری ابزار امروزی ما باشد.ما احمقیم اگر ادعا کنیم ما بر همه مواد و ابزار آلات و کنترل ورای ماده قابل دیدن و اندازه گیری احاطه داریم.

بشر امروز مانند مورچه ایست که فاصله پنجاه سانتی متری خود را قادر به درک و پیش بینی نیست .بنظر میرسد موش قادر به تشخیص امواج الکترومغناطیس نیست چون ابزار انسانی آنرا نمیشناسد .

دقت در حرکت سیارات و ثوابت و ایستایی آنها بمدت طولانی از عجایبی هست که انسان فعلا بایستی استانداردهای ورای  آنچه موجود است فکر کند و هنوز به اوج پریشانی  وتعجب خود نزدیک هم نشده است.

از ارسال این ایمیل صمیمانه سپاسگزارم


شما هم نظر بدهید...
نام شما
پست الکترونیک
 
ارسال نظر
این مطلب را به اشتراک بگذارید...