DarkSide-50، آیا سرانجام ماده‌ی تاریک یافت خواهد شد؟

اگر فرض کنیم نظریات ما در خصوص جاذبه کاملا اشتباه نباشند ( چیزی که برخی از دانشمندان به آن معتقدند) به گفته‌ی دانشمندان هنوز می‌بایست بخشی از ماده‌ی جهان ما به صورتی پنهان مانده باشد، چراکه ماده‌ی قابل رویت این عالم برای کنار هم نگه داشتن کهکشان‌ها کافی نیست. ماده‌ی تاریک در حقیقت پاسخی است بر این بخش گمشده از ماده‌ی موجود در جهان ما تا شکاف به وجود آمده بین نظریان گرانشی و تجربیات ما را پر کند.

پروژه‌ی DarkSide-50 حاصل همکاری جهانی بین کشورهای ایتالیا، فرانسه، اکراین، لهستان، روسیه و چین است که البته با همکاری 17 دانشگاه آمریکایی در پی یافتن ذرات ماده‌ی تاریک برآمده اند. تیم مسئول این پروژه کل تابستان را صرف سرهم بندی اجزای شناساگرها دراعماق کوه‌های Gran Sasso کرده اند که برای دسترسی به این آزمایشگاه می‌بایست تونلی به عمق حدودا 10 کیلومتر را در اعماق کوه‌ها پیمود. این شناساگرها هر یم حاوی 38 لیتر آرگون خالص هستند که در دمای منفی 186 درجه‌ی سلسیوس نگه داری می‌شوند، تا گاز آرگون به صورت مایع در بیاید. علت وجود عدد 50 در نام این پروژه (DarkSide-50 ) نیز همین گاز آرگون است، در حقیقت بخش پوشش داده شده با تفلون این شناساگرها می‌بایست 50 کیلوگرم آرگون را در خود نگهداری کند. در این شناساگرها آرایه‌ای از حسگرهای نوری از پایین به بالا ردیف شده اند تا به همراه سیم پیچ مسی که الکترون‌ها را جمع آوری می‌کند بتواند مکان برخوردهای بین ماده‌ی تاریک و ماده‌ی معمولی –قابل رویت- را پیدا کند.

این گروه همچون بسیاری دیگر از دانشمندان معتقدند که ذراتی که با نام WIMP (مخفف عبارت انگلیسی ذره‌ی سنگین با برهمکنش بسیار پایین ) شناخته می‌شوند اصلی ترین نامزد برای اطلاق به ماده‌ی تاریک به شمار می‌روند. این ذرات برهم کنش‌های بسیار کمی با محیط اطراف خود دارند، در نتیجه محققان امیدوارند بتوانند یکی ازین ذرات را به صورت اتفاقی پیدا کنند. دانشمندان معتقدند ممکن است یکی از این ذرات را در برخورد با هسته‌ی یک اتم مثل آرگون پیدا کرد.

برای دستیابی به همین هدف – برخورد ماده‌ی تاریک با هسته اتم – دانشمندان آزمایش DarkSide-50 را به اجرا درآورند. با پر کردن محفظه‌ی آزمایش با اتم‌های آرگون فشرده به هم –حال مایع- این تیم می‌خواستند تا شانس برخورد را افزایش دهند تا در صورت خوش شانس بودن بتوانند در طی سال چند تایی از این برخورد‌ها را شناسایی کنند. حاصل این برخورد‌ها را می‌توان به صورت ردهای بسیار کم رنگی از نور مشاهده کرد بنابراین با استفاده از حسگرهای نوری محققان در پی دیدن آن‌ها بر آمده اند.

این آزمایش‌ها در اعماق کوه‌های Gran Sasso ایتالیا صورت می‌گیرد تا شانس هرگونه عامل خارجی و اشتباه در آزمایشات نیز به حداقل برسد. البته این همه‌ی ماجرا نیست، تمامی این اتفاقات درون محفظه‌ای کروی از جنس استیل صورت می‌گیرد که بر روی پایه‌هایی معلق قرار گرفته است و با 26500 لیتر از مایعی به نام scintillator پر شده است. از آنجایی که دقت مهم ترین عامل این پژوهش است خود کره‌ی استیلی هم درون تانکی استوانه‌ای قرار گرفته که با 946350 لیتر از آب فوق خالص پر شده است! این محفظه‌های توردرتوی متفاوت به دانشمندان این امکان را می‌دهند تا اثر عوامل خارجی همچون اشعه‌ی کیهانی و نوترون‌ها را به صورت اتفاقی در محیط آزاد وجود دارند، را به حداق برسانند.

فرایند زمانبر پر کردن این محفظه ها، در تابستان امسال به پایان رسیده است. پس از اتمام بررسی‌های نهایی، که تا پایان پاییز ادامه داشتند دانشمندان شروع به جمع آوری داده‌ها کردند. هم اکنون نیز دانشمندان می‌خواهند با تعویض گاز آرگون موجود در محفظه‌ی اصلی با گازی خالص تر، حساسیت این شناساگر را افزایش دهند.

این آزمایش بسیار به آزمایش‌هایی که برای شناسایی نوترون‌ها انجام می‌گرفت شباهت دارد، که این آزمایش‌ها نیز در همین کوه انجام می‌شد. در ادامه‌ی این آزمایش پژوهشگران می‌خواهند تا حجم محفظه‌ی حاوی آرگون را تا حدود 3 تن گاز آرگون افزایش دهند تا شانس پیدا کردن ذرات ماده‌ی تاریک نیز افزایش پیدا کند.

نظر شما چیست؟ آیا ماده‌ی تاریک حقیقت دارد یا تنها حاصل اشتباهات دانشمندان در محاسبات یا نقص در نظریات است؟