ومضة واحدة في كاشف LZ تثير تساؤلات حول طبيعة المادة المظلمة

التجربة والكاشف

على عمق يقرب من 1.6 كيلومتر داخل منجم ذهب سابق بولاية داكوتا الأمريكية، يعمل جهاز شديد الحساسية يُسمى “لوكس زيبلين” (اختصاراً LZ) للبحث عن جسيمات افتراضية تعرف بالجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل، والتي تعد من أبرز المرشحين لتفسير المادة المظلمة.

يتألف قلب الكاشف من سبعة أطنان نشطة من الزينون السائل شديد النقاء، ضمن نظام يحتوي إجمالاً على نحو عشرة أطنان، وقد وُضع تحت الأرض لتقليل تأثير الأشعة الكونية والإشارات العادية التي قد تُشبه ارتطام جسيم غير معروف.

الحدث المسجل

في 16 يونيو 2023 سجل الكاشف تفاعلاً واحداً يتوافق مع ارتداد نواة زينون بطاقة تقارب 248 كيلو إلكترون فولت، وقد ظهر هذا الحدث ضمن بيانات جُمعت خلال 220 يوماً من التشغيل، ما يعادل تعرضاً قدره 2.84 طن سنة.

وقع التفاعل في نطاق طاقة يتوقع فيه وجود عدد قليل جداً من التفاعلات الناتجة عن الإشعاع أو الجسيمات المعروفة، وبعد فحص البيانات قال الفريق إنه لم يجد تفسيراً مرجحاً من مصادر الخلفية المعتادة.

التفسير والاحتمالات

بلغت الدلالة الإحصائية العالمية للإشارة 2.6 سيغما، أي إن احتمال ظهورها نتيجة خلفيات معروفة يبلغ نحو 0.5 بالمئة، وهي نسبة صغيرة لكنها لا تصل إلى معيار 5 سيغما الذي يعتمده علماء الفيزياء لإعلان اكتشاف، بمعنى أن احتمال المصادفة ليس ضئيلاً للغاية.

كما أن النتيجة تستند إلى حدث واحد فقط، وقد تنتج الإشارات المنفردة من تفاعل نادر لجسيم معروف، أو من إشعاع محيط، أو من ظاهرة داخل الجهاز لم تُفهم بالكامل؛ وقد حدث التفاعل بعد 25 دقيقة من إزالة مصدر إشعاعي استخدم لمعايرة الكاشف، لكن الباحثين أكدوا أن المصدر كان في الجهة المقابلة وأن مراجعة ظروف الجهاز وبيانات المعايرة لم تكشف أي خلل أو مجموعة أحداث غير طبيعية تفسر الإشارة.

إذا كانت المادة المظلمة وراء الحدث، فإن الحسابات تشير إلى أن الجسيم المسبب قد تكون كتلته أكبر من كتلة البروتون بأكثر من 200 مرة، وأن طريقة تفاعله مع المادة العادية أكثر تعقيداً من النماذج الأبسط التي اختبرت سابقاً.

يواصل كاشف LZ جمع البيانات؛ فإذا ظهرت أحداث أخرى تحمل الخصائص نفسها ستزداد قوة الدليل، أما إذا بقيت الإشارة وحيدة فقد تتراجع أهميتها مع اتساع البيانات. تصف مختبرات بيركلي النتيجة بأنها أقوى تلميح سجلته التجربة حتى الآن، وليس اكتشافاً، وهي ومضة تستحق المطاردة لكنها لم تكشف بعد هوية المادة التي تشكل معظم الكون.

الكويت الان ، موقع إخباري شامل يهتم بتقديم خدمة صحفية متميزة للقارئ، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق والأسرع والحصري بما يليق بقواعد وقيم الأسرة السعودية، لذلك نقدم لكم مجموعة كبيرة من الأخبار المتنوعة داخل الأقسام التالية، الأخبار العالمية و المحلية، الاقتصاد، تكنولوجيا ، فن، أخبار الرياضة، منوعات و سياحة.