- الإعلانات -

إلقاء ضوء جديد على أرض الظل في الكون

0 94

- الإعلانات -

 

نحن نعيش في عالم غامض – معظمه لا نستطيع رؤيته. ما هو مصنوع ، وهل تغيير تكوينه بمرور الوقت؟ إن المجرات المضاءة بالنجوم ، ومجموعات المجرات ، والعناقيد العملاقة كلها مدمجة داخل هالات غير مرئية تتكون من مادة شفافة يشير إليها العلماء اسم “المادة المظلمة”. تخلق هذه المادة الغامضة بنية هائلة وغير مرئية في جميع أنحاء المكان والزمان – نسيج رائع ورائع منسوج من خيوط ثقيلة تتكون من هذه المادة “المظلمة” ، والتي يُعتقد أنها تتكون من جسيمات غير ذرية مجهولة الهوية وغريبة. في مارس 2020 ، أعلن فريق من العلماء أنهم حددوا جسيمًا دون ذري يمكن أن يكون قد شكل المادة المظلمة في الكون أثناء ولادة الانفجار العظيم.

يعتقد العلماء أن ما يصل إلى 80٪ من الكون يمكن أن يكون مادة مظلمة ، ولكن على الرغم من سنوات من البحث ، ظل مصدرها لغزًا. على الرغم من أنه لا يمكن ملاحظته بشكل مباشر ، يعتقد معظم علماء الفلك أن هذا الشكل الشبحي من المادة موجود بالفعل لأنه يرقص بجاذبية مع أشكال من المادة يمكن ملاحظتها – مثل النجوم والكواكب. تتكون هذه المادة غير المرئية من جزيئات غريبة لا تصدر أو تمتص أو تعكس الضوء.

يقترح فريق من علماء الفيزياء النووية في جامعة يورك (المملكة المتحدة) الآن جسيمًا مرشحًا جديدًا لهذه المادة الشبحية – وهو جسيم اكتشفوه مؤخرًا يسمى d-star hexaquark.

يتكون سداسي كوارك d-star من ستة كواركات – وهي الجسيمات الأساسية التي تتحد عادة في ثلاثيات لتشكيل البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية.

ارفع كوارك لمستر مارك

- الإعلانات -

الروائي الأيرلندي جيمس جويس (1882-1941) كان له شخصية مخمور في فيلم ويك فينيغان ، وهو يرفع ربع جالون من البيرة الداكنة ليحمص رجل يدعى فينيغان توفي للتو. قال خطأ “رفع كوارك لحشد مارك”. يعتقد الفيزيائي الأمريكي الحائز على جائزة نوبل موراي جيل مان (1929-2019) ، والذي كان أحد العلماء الذين اقترحوا وجود الكوارك في عام 1964 ، أنه كان مضحكًا لدرجة أنه أطلق على هذا الجسيم الفرعي اسم المضيف المخمور. كما اقترح الفيزيائي الروسي الأمريكي ، جورج زويج ، بشكل مستقل وجود الكوارك في نفس العام.

الكوارك هو نوع من الجسيمات الأولية وهو مكون أساسي للمادة. تتحد الكواركات لتكوين جسيمات مركبة تسمى الهادرونات . الهدرونات عبارة عن جسيمات دون ذرية من النوع الذي يتضمن البروتونات والنيوترونات ، والتي يمكن أن تشارك في التفاعل القوي الذي يربط النوى الذرية معًا. في الواقع ، فإن أكثر الهادرونات ثباتًا هي البروتونات والنيوترونات – وهي المكونات التي تشكل نوى الذرات. بسبب ظاهرة تسمى حبس اللون ، كواركات لم يتم ملاحظتها أو العثور عليها بمعزل عن غيرها. لهذا السبب ، تم العثور عليهم فقط داخل الهادرونات. ولهذا السبب ، فإن قدرًا كبيرًا مما تعلمه العلماء عن الكواركات تم اشتقاقه من دراسة الهادرونات.

تظهر الكواركات أيضًا بعض الخصائص الجوهرية ، بما في ذلك الكتلة واللون والشحنة الكهربائية والدوران. إنها الجسيمات الأولية الوحيدة المعروفة في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات التي تعرض جميع التفاعلات الأساسية الأربعة – وتسمى أيضًا القوى الأساسية – التفاعل القوي والتفاعل الضعيف و الجاذبية والكهرومغناطيسية . الكواركات هي أيضًا الجسيمات الأولية الوحيدة المعروفة التي لا تمثل شحنتها الكهربائية مضاعفات صحيحة للشحنة الأولية.

يشار إلى أنواع الكواركات بالنكهات : أعلى ، وأسفل ، وغريب ، وسحر ، وأسفل ، وأعلى . تشهد الكواركات الأثقل تحولًا سريعًا إلى كواركات علوية وسفلية نتيجة لعملية تسمى تحلل الجسيمات. يشير اضمحلال الجسيمات إلى التحول من حالة كتلة أعلى إلى حالات كتلة أقل. لهذا السبب ، فإن الكواركات العلوية والسفلية مستقرة ، وكذلك الأكثر وفرة في الكون. في المقابل ، كواركات غريبة ، ساحرة ، قاعية ، رقمية يمكن أن تحدث فقط في تصادمات عالية الطاقة – مثل تلك التي تنطوي على الأشعة الكونية أو مسرعات الجسيمات. لكل نكهة كوارك هناك مضاد الكوارك المقابل . يختلف الجسيم المضاد للكوارك عن الكوارك في بعض الخصائص فقط ، مثل الشحنة الكهربائية. الجسيمات المضادة للكوارك لها نفس القدر ولكن لها إشارة معاكسة.

كان هناك القليل من الأدلة على الوجود المادي للكواركات حتى تم إجراء تجارب التشتت العميق غير المرن في مركز ستانفورد الخطي المعجل في عام 1968. قدمت تجارب المعجل دليلاً على وجود جميع النكهات الست . كان الكوارك العلوي ، الذي لوحظ لأول مرة في فيرميلاب في عام 1995 ، هو آخر كوارك تم اكتشافه.

شادولاند الكون

غالبًا ما يقال أن معظم الكون “مفقود” ، ويتألف بشكل أساسي من مادة غير معروفة يشار إليها باسم الطاقة المظلمة. تتسبب الطاقة المظلمة الغامضة في تسارع الكون في تمدده ، ويُعتقد أنه خاصية للفضاء نفسه.

- الإعلانات -

تشير أحدث القياسات إلى أن الكون يتكون من حوالي 70٪ من الطاقة المظلمة و 25٪ من المادة المظلمة . حاليًا ، كل من أصل وطبيعة المادة المظلمة الغامضة والطاقة المظلمة غير معروفة. يتكون جزء أصغر بكثير من كوننا مما يسمى بالمادة الذرية “العادية”. المادة الذرية “العادية” – وهي حقًا غير عادية – نادرة نسبيًا. ومع ذلك ، فإن المادة هي التي تمثل جميع العناصر المدرجة في الجدول الدوري المألوف.على الرغم من كونها “مجموعة” صغيرة من القمامة الكونية المكونة من ثلاثة ، فإن المادة الذرية “العادية” هي التي تتكون منها النجوم والكواكب والأقمار والأشخاص – كل ما يعرفه البشر على وجه الأرض. إنه أيضًا الشكل الثمين للمادة التي تسببت في تكوين الحياة وتطورها في الكون.

على المقاييس الأكبر ، يبدو الكون كما هو أينما لوحظ. إنه يعرض مظهرًا رغويًا فقاعيًا ، مع خيوط ضخمة وهائلة للغاية تتكون من مادة مظلمة تتشابك حول بعضها البعض ، مما يخلق بنية تشبه الويب يشار إليها باسم الويب الكوني. يتم تتبع الخيوط الشبحية والشفافة للشبكة الكونية العظيمة من قبل عدد لا يحصى من المجرات المشتعلة بنيران ضوء النجوم اللامع ، وبالتالي تحديد الضفائر الهائلة والمتشابكة للمادة المظلمة التي تحتوي على مجرات الكون المرئي. تقاطع الفراغات الهائلة ، الكهفية ، المظلمة ، والفارغة تقريبًا هذا النمط الشبيه بالويب. الفراغات تستضيف عددًا قليلاً من المجرات ، وهذا هو السبب في أنها تبدو فارغة تمامًا. في تناقض مثير ، تنسج الخيوط الضخمة المضاءة بالنجوم للشبكة الكونية نفسها حول هذه الفراغات شبه الفارغة ، مما يخلق عقدة رائعة ومعقدة ومضفرة.

اقترح بعض علماء الكونيات أن الهيكل الواسع النطاق للكون يتكون بالفعل من خيط واحد فقط وفراغ واحد ملتوي معًا في تشابك معقد ومعقد.

أدخل د ستار هيكساكوارك

يتكون هيكساكوارك d-star من ستة كواركات . تتحد هذه الجسيمات الأساسية عادةً في ثلاثيات لتشكيل البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. الأهم من ذلك ، أن الكواركات الستة في سداسية النجوم d-star تخلق جسيمًا بوزونًا . يشير هذا إلى أنه عند وجود عدد كبير من سداسي الكواركات النجمية d يمكن أن ترقص معًا وتتحد بطرق مختلفة تمامًا عن البروتونات والنيوترونات. البوزون هو جسيم يحمل الطاقة. على سبيل المثال ، الفوتونات هي بوزونات.

يقترح فريق العلماء في جامعة يورك أنه في الظروف التي كانت موجودة بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم ، كان من الممكن أن يلتقي عدد كبير من سداسيات النجوم d-star ثم تندمج مع تبريد الكون من حالته الأصلية شديدة الحرارة ثم توسع. لإحداث حالة خامسة من المادة – ما يسمى بتكثيف بوز-آينشتاين .

مكثف بوز-آينشتاين هو حالة من المادة تتحد فيها الذرات المنفصلة أو الجسيمات دون الذرية ، المبردة إلى ما يقرب من الصفر المطلق ، في كيان رقمي واحد – أي وحدة يمكن وصفها بواسطة دالة موجية – في مكان قريب. مقياس عياني.

نشر الدكتور ميخائيل باشكا نوف والدكتور دانيال واتس من قسم الفيزياء في جامعة يورك أول تقييم لجدوى هذا المرشح الجديد للمادة المظلمة .

أشار الدكتور واتس في بيان صحفي صادر عن جامعة يورك في 3 مارس 2020 إلى أن “أصل المادة المظلمة في الكون هو أحد أكبر الأسئلة في العلم وهو سؤال لا يزال حتى الآن فارغًا.”

وأضاف : “تشير حساباتنا الأولى إلى أن تكثيف النجوم D هو مرشح جديد عملي للمادة المظلمة ويبدو أن هذا الاحتمال الجديد يستحق مزيدًا من البحث التفصيلي”.

“النتيجة مثيرة بشكل خاص لأنها لا تتطلب أي مفاهيم جديدة في الفيزياء” ، تابع الدكتور واتس التعليق.

أوضح المؤلف المشارك ، الدكتور باشكا نوف ، في نفس البيان الصحفي لجامعة يورك أن “الخطوة التالية لتأسيس هذا المرشح الجديد للمادة المظلمة ستكون الحصول على فهم أفضل لكيفية تفاعل النجوم D – متى تجذب و متى يتنافرون. نحن ندرس قياسات جديدة لإنشاء نجوم d داخل نواة ذرية ومعرفة ما إذا كانت خصائصها مختلفة عندما تكون في مناطق حرة. “

يخطط العلماء الآن للتعاون مع باحثين في ألمانيا والولايات المتحدة لاختبار نظريتهم الجديدة. المادة المظلمة وابحث عن سداسي الكواركات d-star في الكون.

 

 

- الإعلانات -

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.