برخورد پادماده با قطب جنوب تأیید شد! - بوستان گفتگو

محققان می گویند یک قطعه عظیم از پادماده (Antimatter) در سال 2016 با قاره جنوبگان برخورد نموده است.

در سال 2016 یک آنتی نوترینو تقریباً با سرعت نور در جایی در میان یخ های قطب جنوب با یک الکترون برخورد نموده است. پنج سال طول کشید تا دانشمندان با استفاده از دورترین ردیاب ذرات روی زمین موسوم به رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب (IceCube Neutrino Observatory) این رویداد را تأیید کردند.

پادماده مانند ماده که از ذراتی به نام ذره تشکیل شده، 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 آیس کیوب رصدخانه ای علمی و پژوهشی است که در جنوبگان و در ایستگاه جنوبگان آمونسن - اسکات احداث شده 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 ماژول های نوری دیجیتال مشهور بهDOMs هستند که هر کدام درون یک لوله خلأ افزاینده فوتوالکتریک فوتومولتیپلر یا به اختصار PMT مستقر شده اند. اطلاعات ثبت شده توسط حسگر ها به ابررایانه مستقر در ایستگاه اصلی منتقل و مورد آنالیز و تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. آیس کیوب در تاریخ 18 دسامبر 2010 و پس از دریافت آخرین ارتقا ها تکمیل گشت.

اکنون محققان می گویند این برخورد شواهدی از یک رویداد حدس زده شده، اما هرگز اثبات یا دیده شده به نام طنین گلاشو (Glashow resonance) را ارائه داده است.

این رویداد به نام شلدون لی گلاشو فیزیک دانی نامگذاری شده است که در سال 1960 پیش بینی کرد که وقتی یک ضد نوترینوی پر انرژی با یک الکترون برخورد کند، یک ذره با عمر کوتاه موسوم به دبلیو بوزون (W boson) فراوری می نماید.

این بوزون بسیار نادر، تأیید مدل استاندارد را برای فیزیک ذرات فراهم می نماید، اما برای اینکه اتفاق بیفتد، نوترینوی برخورد نماینده احتیاج به حمل انرژی بیش از هر شتاب دهنده ذره ای دیگر دارد که دقیقاً معادل با 6.3 پتاالکترون ولت (PeV) است. این مقدار تقریباً 450 برابر حداکثر انرژی است که برخورد دهنده عظیم هادرونی در سرن (CERN) می تواند فراوری کند.

با در نظر دریافت انرژی بسیار زیاد مورد احتیاج برای این رویداد، محققان اطمینان داشتند که آن ها هرگز نمی توانند طنین گلاشو را تنها با استفاده از ابزار انسانی مشاهده نمایند. با این حال، رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب توانست رگبار مشخصی از ذرات را که اکنون محققان تصور می نمایند ناشی از رو به زوال رفتن دبلیو بوزون بوده را تشخیص دهند.

تصور می گردد که دبلیو بوزون با همکاری زد بوزون (Z boson) مسئول این نیروی ضعیف باشد. محققان هنوز مطمئن نیستند که چه چیزی منجر به زوال دبلیو بوزون شده است، اما آن ها اظهار می نمایند که مشاهده بیشتر چنین حوادثی می تواند آن ها را به درک بهتر این نیرو ها برساند.

اگرچه این برخورد در سال 2016 مشاهده شده است، اما پنج سال طول کشیده تا آنالیز و تایید گردد و اکنون در مقاله ای که در مجله Nature منتشر شده، شرح داده شده است. این نشان می دهد که برای درک این نیرو های خارق العاده در طبیعت چقدر کار و تحقیق ضروری است.

منبع: فرادید