برخورد توده پادماده با قطب جنوب تایید شد

محققان تایید کردند که قطعه بزرگی از پادماده (Antimatter) در سال ۱۳۹۵ با قطب جنوب برخورد کرده است.

پادماده قطب جنوب

به گزارش اورانوس و به نقل از ایسنا، در سال ۱۳۹۵ یکی از ذرات پادماده یعنی پادنوترینویی تقریباً با سرعت نور در جایی در میان یخ‌های قطب جنوب با الکترونی برخورد کرده است. پنج سال طول کشید تا دانشمندان با استفاده از دورافتاده‌ترین ردیاب ذرات روی زمین موسوم به رصدخانه ردیاب نوترینو آیس‌کیوب (IceCube Neutrino Observatory) این رویداد را تأیید کردند.

پادماده مانند ماده که از ذراتی به نام ذره تشکیل شده. اما از ذراتی به نام پادذره تشکیل شده‌ است که با ذرات معمولی فرق دارند. در پادماده یا ضد ماده، بار هسته منفی و بار ذرات مداری مثبت است که معکوس ماده است.

رصدخانه ردیاب نوترینو آیس‌کیوب رصدخانه‌ای علمی و پژوهشی است که در قطب جنوب و در ایستگاه جنوبگان آمونسن – اسکات احداث گردیده‌ است. سیستم آشکارسازی این رصدخانه دارای هزاران حسگر حساس به نور است که درون فضایی به وسعت یک کیلومتر مکعب یخ پراکنده شده است. این حسگرها، نوعی حسگر نوری کروی شکل هستند که مجهز به ماژول‌های نوری دیجیتال مشهور به DOMs هستند که هر کدام درون یک لوله خلأ افزاینده فوتوالکتریک فوتومولتیپلر یا به اختصار PMTمستقر گردیده‌اند. اطلاعات ثبت شده توسط حسگرها به ابررایانه مستقر در ایستگاه اصلی منتقل و مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. آیس‌کیوب در تاریخ ۲۶ آذر ۱۳۸۹ و پس از دریافت آخرین ارتقاها تکمیل گردید.

اکنون محققان می‌گویند این برخورد شواهدی از یک رویداد حدس زده شده اما هرگز اثبات یا دیده شده به نام تشدید گلاشو (Glashow resonance) را ارائه داده است. این رویداد به نام شلدون لی گلاشو فیزیک‌دانی نامگذاری شده است که در سال ۱۳۳۹ پیش‌بینی کرد که وقتی پادنوترینویی پر انرژی با الکترونی برخورد کند، ذره‌ای با عمر کوتاه موسوم به دبلیو بوزون (W boson) تولید می‌کند.

این بوزون بسیار نادر، تأیید مدل استاندارد را برای فیزیک ذرات فراهم می‌کند، اما برای اینکه اتفاق بیفتد، پادنوترینوی برخورد کننده نیاز به حمل انرژی بیش از هر شتاب دهنده ذره‌ای دیگر دارد که دقیقاً معادل با ۶.۳ پتاالکترون‌ولت (PeV) است. این مقدار تقریباً ۴۵۰ برابر حداکثر انرژی است که برخورد دهنده بزرگ هادرونی در سرن (CERN) می‌تواند تولید کند.

با در نظر گرفتن انرژی بسیار زیاد مورد نیاز برای این رویداد، محققان اطمینان داشتند که آنها هرگز نمی‌توانند تشدید گلاشو را تنها با استفاده از ابزار انسانی مشاهده کنند. با این حال، رصدخانه ردیاب نوترینو آیس‌کیوب توانست بارش مشخصی از ذرات را که اکنون محققان تصور می‌کنند ناشی از واپاشی دبلیو بوزون بوده را تشخیص دهند.

تصور می‌شود که دبلیو بوزون با همکاری زد بوزون (Z boson) مسئول این نیروی ضعیف باشد. محققان هنوز مطمئن نیستند که چه چیزی منجر به واپاشی دبلیو بوزون شده است، اما آنها اظهار می‌کنند که مشاهده بیشتر چنین حوادثی می‌تواند آنها را به درک بهتر این نیروها برساند.

اگرچه این برخورد در سال ۲۰۱۶ مشاهده شده است، اما پنج سال طول کشیده تا بررسی و تایید شود و اکنون در مقاله‌ای که در مجله Nature منتشر شده، توضیح داده شده است. این نشان می‌دهد که برای درک این نیروهای خارق العاده در طبیعت چقدر کار و تحقیق لازم است.

 

منبع

ستاره‌شناس آماتور، معلم نجوم، فیزیک‌دان و کارشناس رایانه
  • instagram

دیدگاهتان را بنویسید