البحث عن المادة المظلمة في أعماق الأرض


يقدر العلماء عدد النيوترينوات التي تمر في كل ثانية على كوكب الأرض ب  60 ترليون ترليون تريليون جسيم ، و بسرعة 30 ألف كم / ث من دون أن نشعر بها!. من هنا العدد الكبير يتفاعل عدد قليل نسبياً من هذه الجسيمات.

ليست المسألة في العدد القليل للجسيمات التي تتفاعل، ولكن الصعوبات تكمن في التمييز بين التصادم الناتج عن المادة المظلمة و التصادمات الأخرى الناجمة عن جسيمات موجودة في جو الكوكب《الأشعة  الكونية》أو العناصر المشعة من الأرض.

توجد كذلك صعوبات في الكشف عن جسيمات WIMP إذ تحتاج إلى مجس ، شديد الإحساس بالطاقة المنبثقة من تصادم الجسيم مع المجس وهنا تكمن المشكلة حيث تكمن في الطبيعة جسيمات لا حصر لها تؤدي إلى تصادمها مع المادة فى الكون ومنها على الأرض، ويصل عدد تلك التصادمات إلى ملبورن تصادم! فكيف بمكن التمييز بين تصادم مصدره المادة المظلمة وآخر مصدره الأجسام العادية.
التصادمات الأخرى تنتج عن الأشعة الكونية و أشعة جاما و النترونات المنبعثة من المواد المشعة في الطبيعة و الموجودة في أماكن مختلفة و الصعوبة هنا تتمثل في أن أي تصادم من المادة المظلمة يضيع  وسط هذا الحشد من التصادمات ذات المصادر المختلفة، أين يكمن الحل إذا؟

بداية يجب حماية المجس من الجسيمات غير المرغوب فيها، لذلك وضعت المجسات في 200 طن من الماء النقي خال من أي مادة مشعة وعلى عمق 1100 متر تفاديا لوصول الجسيمات العادية من الغلاف الجوي وكذلك من الأرض، وقد تم الإختيار على المناجم المهجورة لتأدية هذا الغرض، حيث توجد العديد من المناجم القديمة حول العالم تستقطب هذا الصنف من التجارب. لذلك يسعى العلماء إلى تصميم مجسات أكثر قابلية لتكون محصنة من الجسيمات القادمة من الفضاء أو من الأرض.

يجب كذلك على المختبر الذي يجري فيه العمل لكشف WIMP أن يكون في أعماق الأرض تفاديا لتداخل الأشعة الكونية مع العلم ان كيلومترا واحداً من الصخور بخفض كمية الأشعة الكونية بما يعادل مليون مرة بالإضافة إلى حماية المجس بإستخدام طبقات من الرصاص.

مع زيادة الأدلّة على وجود المادة المظلمة ، هناك إحتمال أن تكون فرصة الكشف عنها بطريقة مباشرة تحت الأرض! فالتجارب التي تقام في أعماق الأرض تتطور أكثر فأكثر وفي كل سنة بسبب زيادة حساسية الأجهزة الكاشفة للجسيمات.

العلاقة بين المادة المظلمة و المجرات

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

7 خطوات تجعلك لاعب شطرنج متفوق

كيف تكتب رواية يقرأها الملايين؟

عشر مقولات شهيرة لنابليون بونابرت