أحد أكبر الأسئلة التي تشغل فيزيائيي الجسيمات وعلماء الكون على حد سواء هو: ما هي المادة المظلمة؟ نحن نعلم أن جزءًا صغيرًا من كتلة الكون هو الأشياء المرئية التي يمكننا رؤيتها ، لكن 23 ٪ من الكون مصنوع من أشياء لا يمكننا رؤيتها. يتم الاحتفاظ بالكتلة المتبقية في شيء يسمى الطاقة المظلمة. ولكن بالعودة إلى سؤال المادة المظلمة ، يعتقد علماء الكون أن ملاحظاتهم تشير إلى وجود المادة المظلمة ، ويعتقد علماء فيزياء الجسيمات أن الجزء الأكبر من هذه المادة يمكن الاحتفاظ به في جسيمات الكم. يؤدي هذا الممر إلى مصادم هادرون الكبير (LHC) حيث يلتقي الصغير جدًا بالحجم الكبير جدًا ، آملاً أن يشرح الجسيمات التي يمكن إنشاؤها بعد تسخير الطاقات الضخمة الممكنة مع LHC ...
تتزايد الإثارة من أجل التحول الكبير لـ LHC في وقت لاحق من هذا الصيف. لقد تابعنا جميع النشرات الإخبارية وإمكانيات البحث وبعض النظريات "الموجودة" حول ما من المحتمل أن يكتشفه المصادم LHC ، لكن الأجزاء المفضلة من أخبار المصادم LHC تشمل إمكانية النظر إلى أبعاد أخرى ، وخلق ثقوب دودية وتولد "جسيمات" وثقوب سوداء صغيرة. هذه المقالات هي إمكانات متطرفة إلى حد كبير لـ LHC ، أعتقد أن التشغيل اليومي لمسرع الجسيمات الضخم سيكون أكثر دنيوية قليلاً (على الرغم من أن "الدنيوي" في فيزياء المسرع سيظل مثيرًا جدًا!).
ديفيد توباك ، الأستاذ في جامعة تكساس إيه آند إم في كوليج ستيشن ، متفائل للغاية بشأن ما ستكتشفه المصادم LHC. كتب توباك وفريقه نموذجًا يستخدم بيانات من المصادم LHC للتنبؤ بكمية المادة المظلمة المتبقية بعد الانفجار العظيم. بعد كل شيء ، فإن التصادمات داخل المصادم LHC ستعيد إنشاء بعض الظروف لحظة ولادة كوننا. إذا كان الكون قد خلق مادة مظلمة منذ أكثر من 14 مليار سنة ، فربما يمكن لـ LHC أن تفعل الشيء نفسه.
إذا كان فريق توباك على صواب في أن المصادم LHC يمكن أن يخلق مادة مظلمة ، فسيكون هناك آثار قيمة لكل من فيزياء الجسيمات وعلم الكون. علاوة على ذلك ، سيكون فيزيائيو الكم خطوة أقرب إلى إثبات صحة نموذج التناظر الفائق.
“إذا كانت نتائجنا صحيحة ، فنحن نعرف الآن بشكل أفضل مكان البحث عن جسيم المادة المظلمة في LHC. لقد استخدمنا بيانات دقيقة من علم الفلك لحساب الشكل الذي ستبدو عليه في المصادم LHC ، ومدى السرعة التي يمكننا من خلالها اكتشافها وقياسها. إذا حصلنا على نفس الإجابة ، فإن ذلك سيعطينا ثقة هائلة في صحة نموذج التناظر الفائق. إذا أظهرت الطبيعة ذلك ، سيكون رائعًا. " - ديفيد توباك
لذا فإن البحث مستمر لإنتاج المادة المظلمة في المصادم LHC ... ولكن ما الذي سنبحث عنه؟ بعد توقع أن تكون المادة المظلمة غير متفاعلة ، داكن. يتنبأ نموذج التناظر الفائق بجسيم محتمل للمادة المظلمة يسمى المحايد. من المفترض أن يكون جسيمًا ثقيلًا ومستقرًا ، وإذا كانت هناك طريقة لاكتشافه ، فقد تكون هناك فرصة لمجموعة توباك لاستكشاف طبيعة المحايد ليس فقط في غرفة الكشف عن المصادم LHC ، ولكن طبيعة محايد في الكون.
“إذا نجح ذلك ، فيمكننا القيام بعمل حقيقي وصادق لعلم الكون الجيد في LHC. وسنكون قادرين على استخدام علم الكونيات لعمل تنبؤات فيزياء الجسيمات." - للخلف
المصدر: Physorg.com
