فرمي، تازه‌ترين رقيب ال . اچ . سي

شايد شواهد لازم براي اثبات وجود بوزون هيگز را بايد در فضا جستجو كرد. اگر چنين باشد، يك تلسكوپ مداري مي‌تواند در جستجو براي يافتن ذره بنيادي ، بزرگ ترين آزمايشگاه روي زمين ، ال. اچ . سي (برخورد دهنده بزرگ هادرون) را از درجه اول اهميت ساقط كند.

به گزارش نيوساينتيست ، اين تلسكوپ مداري مي‌تواند ماهواره فرمي ناسا باشد كه سال گذشته و براي تشخيص پرتوهاي گاما به فضا پرتاب شد. يكي از منابع احتمالي پرتوهاي گاما، نابودي ماده تاريك در كهكشان خودمان است.
مدت‌هاي مديدي است كه دانشمندان متوجه شده‌اند مقدار بسيار زيادي نيروي گرانشي در عالم وجود دارد كه هيچ ماده‌اي متناظر با آن ديده نمي‌شود. به همين دليل، فيزيك‌دانان عامل اين نيروي گرانش را ماده تاريك ناميده‌اند و علي‌رغم اين‌كه اين ماده عجيب 90 درصد از ماده جهان را تشكيل مي‌دهد، ماهيت آن هنوز شناخته شده نيست. برخي فيزيك‌دانان حدس مي‌زنند كه ماده تاريك از ذرات سنگيني تشكيل شده كه تعامل ضعيفي با ماده معمولي دارند. آنها با استفاده از مخفف اين عبارت، اين ذرات را ويمپ ( WIMP ) ناميده‌اند.

ردپاي ويمپ در خيلي از نظريه‌ها ديده مي‌شود. تيم تيت از دانشگاه كاليفرنيا در ايرواين و همكارانش؛ ويمپ‌هايي را كه در مدل معروف به مدل فضازمان راندال ساندروم حضور دارند ، تحليل كرده‌اند. اين مدل‌ها وجود بعد چهارمي را در فضا پيشنهاد مي‌كنند كه انحناي خيلي كمي دارد و در نتيجه غير قابل تشخيص است. به پيشنهاد آنها ، نيروي جاذبه در اين بعد اضافي نشت مي‌كند و همين امر، توضيح مي‌دهد كه چرا حدود دامنه آن نسبت به ديگر نيروهاي بنيادين طبيعت اين‌قدر ناچيز است.
ذرات ماده تاريك در چنين مدل‌هايي مي‌توانند نابود شوند و مقاديري از ذرات ثانويه را تشكيل دهند. 2 ويمپ كه هر يك جرمي به اندازه 50 تا 200 گيگا الكترون‌ولت دارند، مي‌توانند به دو فوتون بدون جرم پرتوي گاما تبديل شوند كه انرژي هر كدام از آنها برابر جرم يك ويمپ است. ويمپ‌ها مي‌توانند متناوبا يك فوتون و يك ذره جرم دار را توليد كنند.
به گفته پژوهشگران، چنين ذره جرم‌داري مي‌تواند بوزون هيگز باشد، بنيادي‌ترين ذره عالم كه تصور مي‌شود نقش اصلي در خلق هر ذره جرم‌داري را برعهده دارد. تيت مي‌گويد: «اگر ارتباط محكمي بين فيزيك ماده تاريك و فيزيك توليد جرم وجود داشته باشد، اين ذرات ماده تاريك احتمالا تمايل خواهند داشت كه با بوزون هيگز تعامل داشته باشند».
تيت مي‌گويد كه اگر مسئله اين باشد، يك پژوهش براي بررسي آسمان (مثلا در جهت مركز كهكشان، جايي كه تصور مي‌رود ماده تاريك در آنجا متمركز باشد) بايد پرتوهاي گامايي را نشان دهد كه در انرژي‌هاي مشخصي به بيشينه مقدار خود مي‌رسند: «طبق پيش‌بيني ما، احتمالا يك جنگل واقعي از اين پرتوها در آنجا خواهد بود».
اگر فرمي بتواند در آينده نزديك چنين آثاري را بيابد، آنگاه در تئوري زودتر از ال.اچ.سي توانسته است ذره هيگز را بيابد. البته پيش‌بيني فيزيك‌دانان اين است كه ال.اچ.سي تا چند سال ديگر به اين مهم دست خواهد يافت؛ اما تلسكوپ فرمي مي‌تواند از اين فرصت نهايت استفاده را ببرد. تيت مي‌گويد: «اگر اين مدل درست باشد، دورنماي خوبي براي يافتن اين ذره توسط فرمي به چشم مي‌خورد».

بيشينه‌هاي پرتوي گاما را مي‌توان با تلسكوپ‌هاي پرتوي گاماي زميني مانند VERITAS در آريزوناي جنوبي و يا HESS در ناميبيا هم حس كرد.
دن هوپر از آزمايشگاه فرمي در باتاوياي ايلي‌نوي مي‌گويد كه مدل استفاده شده توسط گروه تيت عجيب و غريب است، ولي غير قابل قبول نيست. او مي‌گويد: «فرمي، از آن نوع تجربه‌هايي است كه دوست داريد براي جستجوي اين گونه آثار استفاده كنيد. اگر آنها خوش شانس باشند و اين گونه از ماده تاريك احتمالي وجود داشته باشد، در ان صورت آنها مي‌توانند مقدار هم ماده تاريك و هم ذره هيگز را اندازه‌گيري كنند».
به گفته اليوت بلوم، از همكاران فرمي در آزمايشگاه شتاب‌دهنده ملي SLAC در منلو پارك كاليفرنيا، تلسكوپ فرمي تاكنون بعضي مقادير پرتوي گاما را از سوي مركز كهكشان راه‌شيري اندازه‌گيري كرده، ولي از اين داده‌ها تاكنون فقط براي تعيين حد ميزان ماده تاريك در آن استفاده شده است. او مي‌گويد: «براي ما، اين تنها آغاز راه براي حل مسئله چيزي است كه در جهان رخ مي‌دهد».
* ارسال مقاله توسط عضو محترم سایت با نام کاربری : sm1372