הידען - Hayadan

חוקרים מציעים שיטה חדשה לאיתור החומר האפל

יעל פטר ·

Summary: לבחון את השתנות האות במשך היום. החלקיקים מגיעים ופוגעים בגלאי מכיוונים שונים בשמיים בעוד כדור הארץ מסתובב, ולכן שטף החלקיקים אמור להשתנות עם הזמן. לדברי החוקרים יש לבדוק את תבנית האותות המתקבלת ולנטרל את השפעות הרעש הסביבתי      החומר האפל מאז ומתמיד היווה חידה בעיני פיזיקאים ומדענים. ספקולציות רבות הועלו בהקשר זה, אך מעולם לא הוכח ממה מורכב החומר האפל והאנרגיה האפלה אשר מרכיבים חלק ניכר מהיקום, ומושכים את החומר ביקום…

לבחון את השתנות האות במשך היום. החלקיקים מגיעים ופוגעים בגלאי מכיוונים שונים בשמיים בעוד כדור הארץ מסתובב, ולכן שטף החלקיקים אמור להשתנות עם הזמן. לדברי החוקרים יש לבדוק את תבנית האותות המתקבלת ולנטרל את השפעות הרעש הסביבתי 

 

 

החומר האפל מאז ומתמיד היווה חידה בעיני פיזיקאים ומדענים. ספקולציות רבות הועלו בהקשר זה, אך מעולם לא הוכח ממה מורכב החומר האפל והאנרגיה האפלה אשר מרכיבים חלק ניכר מהיקום, ומושכים את החומר ביקום להתפשט במהירות מואצת. כעת מדענים מאוניברסיטת דרום דנמק מציעים שיטה חדשה לאיתור ובדיקת החומר האפל.

"אנו יודעים שרק כ-5% מהיקום מורכב מהחומר הרגיל המוכר לנו וממנו אנו עשויים. היתר הוא בלתי ידוע. סוג החומר הבלתי ידוע הזה מכונה חומר אפל. אפשר רק לשער לגבי קיומם והרכבם של החומר והאנרגיה האפלים". אומר כריס קובריס, פרופסור מהמרכז לחקר קוסמולוגיה ופיזיקת חלקיקים באוניברסיטת דרום דנמרק.

לדבריו של קובריס, קבוצת המחקר שלו יצרה שיטה חדשה לאיתור החומר האפל שאינה משתמשת בשיטות הקונבנציונאליות הקיימות. במאמר חדש שפרסם החוקר, הוא מציע את האפשרות שהחומר האפל יכול לבצע אינטראקציות עם אטומי חומר רגילים ולכן גלאי חלקיקים המוצבים עמוק מתחת לפני האדמה יתקשו מאוד לאתר את החלקיק החמקמק, מכיוון שעד שהחלקיק מגיע אל הגלאי, הוא כבר מאבד את מרבית האנרגיה שלו.

הסברה הרווחת היא שהחומר האפל מגיב רק בהשפעות כבידתיות ובאינטראקציות חלשות, ואינו מבצע אינטראקציות אלקטרומגנטיות. כלומר החומר יכול לחלוף ולעבור מבעד לכדור הארץ מבלי להתנגש כמעט עם חלקיקים "נורמליים", ולכן קשה לאתר אותו על ידי מכשור מדידה רגיל. על מנת לאתר חומר זה, המדענים מציבים גלאים של חלקיקים עמוק מתחת לפני האדמה, כקילומטר או אף יותר מתחת לפני הקרקע, בתקווה שזה יחסום את ה"רעש" מאובייקטים נוספים הפולטים קרינה וכך יתאפשר איתור החלקיקים.

"באופן עקרוני חלקיקי חומר אפל עלולים לאבד אנרגיה רבה בעודם טסים אל מתחת לפני האדמה בשל האינטראקציות עם יתר האטומים, לפני שהם פוגעים במכשירי המדידה. במצב כזה אולי לא תשאר להם מספיק אנרגיה כדי להגיע ולהפעיל את גלאי החלקיקים גם כשהם מגיעים לשם", אומר קובריס."במצב כזה, יהיה יותר הגיוני לנסות לאתר חלקיקי חומר אפל מעל פני האדמה, או בעומק שקרוב יחסית לפני הקרקע".

הפתרון, כך לפי החוקרים, טמון בתבניות הנוצרות בזמני ההגעה של חלקיקי חומר אפל. כאשר מציבים גלאי קרוב לפני האדמה זה מבטיח שהחלקיקים יאבדו רק חלק קטן של אנרגיה. ואולם כאשר מציבים גלאים מעל פני האדמה נותרים עם הבעיה הראשונית שהיא הפרעות סביבה רבות בקליטה של החלקיקים.

על מנת להתמודד עם הבעיה, הציע קובריס ויתר חברי קבוצתו לבחון את השתנות האות במשך היום. החלקיקים מגיעים ופוגעים בגלאי מכיוונים שונים בשמיים בעוד כדור הארץ מסתובב, ולכן שטף החלקיקים אמור להשתנות עם הזמן. לדברי החוקרים יש לבדוק את תבנית האותות המתקבלת ולנטרל את השפעות הרעש הסביבתי (למשל רעש המתקבל מקרינת הרקע הקוסמית).

 

למחקר

להודעה של החוקרים