مسير :
»
»
»
جستجو براي کهکشانهاي ضد ماده(مقاله)

جستجو براي کهکشانهاي ضد ماده(مقاله)
يكشنبه 8 شهريور 1388 - 02:30 | شاخه : | 2372 بازدید | 0 دیدگاه

آرش فراست-
14 آگوست 2009:
برنامه ي شاتل فضايي ناسا در حال پايان يافتن است. فقط با حدود 6 پرواز ديگر، خدمه ي شاتل آخرين تماسها را با ايستگاه فضايي خواهند داشت، پس از 12 سال پاياني بر سازه هاي مداري بي نظير. خدمتگزار برنامه ي فضايي آمريکا ماموريت خود را تمام شده خواهد ديد. اما هنوز يک چيز مانده...

 

کنگره اي در سال 2008 در انتهاي برنامه يک پرواز ديگر به آن اضافه کرد. اين پرواز اضافه ي شاتل براي شکار کهکشانهاي ضد ماده است و هم اکنون براي سال 201برنامه ريزي شده است.

وسيله اي که براي اين شکار به کار مي رود طيف سنج مغناطيسي آلفا Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) است که يک جستجوگر اشعه هاي کيهاني 1.5 ميليارد دلاري است و با شاتل به ايستگاه فضايي بين المللي خواهد رسيد.

علاوه بر آشکار سازي کهکشانهاي دور که تماماً از ضد ماده ساخته شده اند، AMS تئوري هاي محتملتر درباره ي ماده ي تاريک را بررسي خواهد کرد، ماده اي نامرئي و رمزآلود که 83 درصد ماده ي جهان را در بر دارد و براي يافتن strangelet  جستجو مي کند، شکلي نظري از ماده اي که فوق سنگين است و همچون کوارک هاي عجيب را در بر دارند. درک بهتر شبه ماده سياه(strangelet )دانشمندان را در مطالعه ي  کوازارهاي کوچک و سياهچاله هاي کوچک و اوليه هنگامي که تبخير مي شوند، ياري مي کند، بنابراين ثابت مي کند که اين سياهچاله ها ي كوچك وجود دارند.

تمام اين اتفاقات عجيب وجود خود را با اشعه هاي کيهاني پر انرژي که از خود ساطع مي کنند مشخص مي کنند.

ساموئل تينگ اختر فيزيکدان موسسه تکنولوژي ماساچوست توضيح مي دهد: براي اولين بار AMS اشعه هاي کيهاني بسيار پر انرژي را با دقت بسيار زياد اندازه گيري خواهد کرد.

 

کهکشانهاي ضد ماده، ماده ي تاريک و شبه ماده سياه ؛ اينها پديده هايي هستندکه دانشمندان در مورد آنهاچيزهايي مي دانند. هيجان انگيزترين اکتشافات چيزهايي هستند که هيچ کس حتي تصور آنها را نمي کند. همانطور که راديو تلسکوپها و تلسکوپهاي فروسرخ روزي پديده هاي کيهاني را که براي تلسکوپهاي سنتي اپتيکي نامرئي بودند آشکار کرد، AMS شکل ديگري از کيهان را براي اکتشافات آشکار خواهد کرد. تينگ مي گويد: ما تمامي قلمروهاي جديد را کاوش خواهيم کرد.

تينگ اغلب AMS را با شتاب دهنده هاي ذره اي پر انرژي در تجهيزاتي مانند تجهيزات پروژه ي سرن در ژنو سوئيس مقايسه مي کند.

بر خلاف شناسايي پرتوهاي کيهاني پر سرعت از سوي کهکشان، اين شتاب دهنده هاي زيرزميني ذره هاي خود را با مقادير عظيم انرژي الکتريکي شتاب مي دهند. براي مطالعه ي ذرات سرن و AMS راهي را با اساس مشابه به کار مي گيرند: هر دو از ميدانهاي مغناطيسي قوي براي منحرف کردن ذرات و صفوف صفحات سيليکوني استفاده مي کنند و حسگر هاي ديگر درون شناساگرها راههاي خميده ي ذرات را نشان مي دهند.

چندين ترابايت اطلاعات از اين حسگرها حاصل مي شود و ابرکامپيوترها اين اطلاعات را براي يافتن جرم، انرژي و ميزان انرژي الکتريکي ذره پردازش مي کنند. ابرکامپيوتر دليل اينست که چرا AMS بايد بر ايستگاه فضايي سوار شود و نمي تواند خود قمر مصنوعي مستقلي باشد؟ AMS اطلاعات زيادي توليد مي کند تا به زمين بفرستد پس بايد با خود ابرکامپيوتري با 65CPU حمل کند تا اين اطلاعات را در مدار خود پردازش کند. تا حدي به خاطر اين کامپيوتر عظيم است که AMS به تواني معادل 2.5 کيلووات احتياج دارد؛ مقداري خيلي بيشتر از ميزان انرژي که صفحات خورشيدي يک ماهواره ي معمولي مي تواند تهيه کند، اما به راحتي مي تواند از ذخيره ي 10کيلوواتي ايستگاه فضايي استفاده کند. تينگ مي گويد: AMS اساساً شناسنده ي ذره ي  همه کاره ايست که به فضا خواهد رفت.

اگرچه دو فرق مهم بين AMS و شتاب دهنده هاي زيرزميني وجود دارد. اولاً AMS ذره هايي را شناسايي مي کند مانند هسته هاي سنگين؛ که انرژي بسيار زيادتري از ميزاني که شتاب دهنده هاي ذره اي مي توانند جمع آمري کنند، دارند. قويترين شتاب دهنده ي ذره در جهان تصادم دهنده ي هادرون بزرگ در سرن است که مي تواند ذره ها را با انرژي به ميزان حدود 7 ترا الکترون ولت تصادم دهد. در مقابل اشعه هاي کيهاني مي توانند انرژي معادل 10ميليون ترا الکترون ولت يا بيشتر داشته باشند. تفاوت ديگر اين است که شتاب دهنده ها ذره ها را با هم برخورد مي دهند تا درباره ي آنها اطلاعات بدست بياورند، در حاليکه ذره هاي پر انرژي را از اعماق فضا نمونه برداري مي کنند تا درباره ي کيهان اطلاعات بدست بياورند.

                                   

براي مثال يکي از رازهاي مهم کيهان شناسي قضيه ي ضد ماده ي گمشده است. بر طبق بهترين مدلهاي فيزيکي مهبانگ به اندازه ي ماده، ضد ماده توليد کرده است. پس تمام اين ضد ماده کجا رفته است؟ که البته نمي تواند در اطراف و نزديکي ما باشد، چون اگر اينطور باشد ما بايد تشعشعات اشعه اکس درخشاني را در جايي که ضد ماده با ماده برخورد مي کرد و نابود مي شد مي ديديم.

يک توضيح مي تواند اين باشد که برخي از کهکشانهاي دوردست به جاي ماده، کاملا از ضد ماده تشکيل شده اند. بدليل اينکه ضد ماده در ظاهر هيچ تفاوتي با ماده ي معمولي ندارد، اخترشناسان با ديدن آن نمي توانند بگويند که يک کهکشان دوردست از ماده تشکيل شده يا ضد ماده. اگرچه AMS اگر حتي يک هسته ي ضد هليوم يا عنصر ضدماده اي سنگين تر پيدا کند، مدرکي از کهکشان هاي ضد ماده پيدا مي کند.

تصادم ها ميان اشعه هاي کيهاني در نزديکي زمين مي تواند ذرات ضد ماده توليد کند اما احتمال اين تصادم ها که هسته هاي سالم ضد هليوم توليد مي کنند، آنقدر کم است که پيدا کردن حتي يک هسته ي ضد هليوم نشان دهنده ي اين است که اين هسته از ناحيه ي دوري به سمت زمين شناور شده و توسط ضد ماده تشکيل شده است.

ابزارهاي ديگر مثل ماهواره ي ايتاليايي پاملا  (PAMELA)براي هسته هاي ضد هليوم جستجو کرده اند اما هيچ کدام آنقدر حساس نبوده اند که بتوانند وجود کهکشانهاي ضد ماده را رد کنند.   AMS بيش از 20برابر بيشتر از هر چيزي که به فضا فرستاده شده قدرت جمع آوري ذرات را دارد. اگر AMS هيچ هسته ضد هليومي را شناسايي نکند، به گفته ي تينگ دانشمندان به اين پي خواهند برد که تا فاصله ي 100مگاپارسکي يا تا لبه ي جهان قابل رصد هيچ کهکشان ضد ماده اي وجود ندارد.

راز ديگري که AMS به پيافتن جواب آن کمک مي کند طبيعت ماده تاريک است. دانشمندان مي دانند که قسمت وسيعي از جهان در واقع از ماده تاريک نامرئي تشکيل شده است تا از ماده ي معمولي. آنها فقط نميدانند ماده تاريک چيست. فرضيه ي پيشتاز در اين زمينه اين است که ماده ي تاريک از ذره اي به نام نوترالينو تشکيل شده است. تصادم ها بين نوترالينوها مقدار بسيار زيادي پوزيترون با انرژي بالا توليد مي کند، پس AMS مي تواند با جستجو براي اين مقدار اضافي پوزيترون پر انرژي ثابت کند که ماده ي تاريک از نوترالينو تشکيل شده است.

تينگ مي گويد: براي اولين بار در خواهيم يافت که ماده تاريک از چه چيزي تشکيل شده است.

 

مترجم: آرش فراست

عضو فعال انجمن
منبع: بخش علمي سايت ناسا



اشتراک گذاری در:

بیان دیدگاه

- لطفاً نام و دیدگاه‌ خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
- سایت انجمن نجوم آماتوری ایران مجاز به ویرایش ادبی دیدگاه‌ها است.
- دیدگاه‌هایی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی و موارد مغایر با قوانین کشور باشند منتشر نخواهند شد.
- دیدگاه‌ها پس از تأیید منتشر می‌شوند.
نام:(اجباری)
رایانامه:(اجباری)
دیدگاه:

کد امنیتی:
(از چپ به راست)
https://telegram.me/iranastronomy
هم اکنون