نیروی پنجم

فیزیکدانان آمریکایی براساس مجموعه ای از مطالعات و بررسی ها، کشف احتمالی نیروی پنجم طبیعت را تایید کردند.

گروهی از فیزیکدانان مجارستانی سال گذشته مقاله ای منتشر کردند که در آن از کشف احتمالی یک ذره ریز اتمی که پیش از این ناشناخته بود، خبر دادند اما یافته های جدید مطالعه محققان دانشگاه کالیفرنیا در ایروین نشان می دهد که کشف احتمالی این ذره می تواند مدرکی دال بر وجود نیروی بنیادی پنجم طبیعت باشد.

'جاناتان فنگ' استاد فیزیک و ستاره شناسی دانشگاه کالیفرنیا در ایروین گفت: ده ها سال است که چهار نیروی بنیادی طبیعت را یعنی جاذبه، الکترومغناطیس و نیروهای هسته ای قوی و ضعیف، می شناسیم.

وی افزود: اگر آزمایش های آتی نیز نیروی پنجم را تایید کند، این کشف درک ما را از کیهان به طور کامل تغییر می دهد و نتایجی در زمینه تعامل نیروها و ماده تاریک در پی خواهد داشت.

محققان دانشگاه کالیفرنیا در مطالعه خود نتایج مطالعه فیزیکدانان هسته ای آکادمی علوم مجارستان را که اواسط سال 2015 انجام شده بود، بررسی کردند. محققان مجارستانی در این مطالعه به دنبال 'فوتون های تاریک' می گشتند؛ ذراتی که ماده تاریک را که قابل دیدن نیست و به گفته فیزیکدانان 85 درصد از جرم جهان را تشکیل می دهند، نشان می دهند.

فعالیت محققان مجارستانی موجب کشف یک بی قاعدگی فروپاشی رادیواکتیو شد که بر وجود یک ذره نور 30 برابر سنگین تر از یک الکترون، اشاره دارد.

هدف از آن آزمایشات یافتن ماده تاریک بود اما محققان دقیقا مطمئن نبودند که چه نوع ذره ای مشاهده کرده بودند.

فنگ در یک بیانیه خبری اعلام کرد: ان آزمایشات دال بر کشف یک نیروی جدید نبود؛ بلکه به واقع از اتفاقاتی پرده برداشتند که یک ذره جدید را نشان می دهد اما مشخص نبود که ماهیت آن یک ذره ماده و یا یک ذره حامل نیرو است.

فنگ و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا اخیرا نتایج مطالعه محققان مجارستانی در سال 2015 و یافته های حاصل از مطالعات مشابه را بازبینی کردند، آنالیزهای جدید کشف بالقوه نیروی پنجم طبیعت را تایید می کند.

فنگ و همکارانش می گویند: محققان مجارستانی اطمینان نداشتند آنچه مشاهده می کنند، یک ذره ماده و یا یک ذره حامل نیرو است. اما تجزیه و تحلیل های جدید نشان می دهد که این ذره جدید زیر اتمی نه یک ذره ماده و نه یک فوتون تاریک است. بلکه یک ذره حامل نور محتمل ترین توضیح برای این بی قاعدگی فروپاشی رادیواکتیو است.

محققان در مطالعه جدید خود که به زودی در مجله Physical Review Letters منتشر می شود، نشان می دهند که این ذره مرموز احتمال یک پروتوفوبیک ایکس بوزون protophobic X boson است.

محققان می گویند: هیچ بوزون شناخته شده دیگری چنین ویژگی هایی ندارد و به همین دلیل 'بوزون X ' نامیده می شود.

آنها تصور می کنند که این ذره می تواند نیروی پنجم طبیعت و همچنین یک ماده و انرژی تاریک را نشان دهد.

برخی از فیزیکدانان وجود یک حوزه جداگانه از فیزیک را مطرح کرده اند؛ مدلی مغایر مدل استاندارد فیزیک که در آن ماده تاریک و نیروهای تاریک وجود دارند. این دو حوزه یا بخش ممکن است با یکدیگر تداخل کنند و این ذره جدید مرموز می تواند نمونه ای از این تعامل باشد.

منبع: ایرنا

اگر تاکنون چیزی در این مورد نشنیده اید باید بگوییم یک مشکل بسیار، بسیار بزرگ درباره گیتی وجود دارد: حدود 80 درصد از آن چه در گیتی وجود دارد، گم شده است.

به گزارش "گروه علم و فناوری" عصرایران، ستاره شناسان این ماده را «ماده تاریک» می نامند. آنها می دانند که این ماده وجود دارد اما تاکنون کسی موفق به شناسایی خود این ماده نشده است. جدا از اعمال کشش گرانشی، ماده تاریک به نظر نمی رسد با ستارگان، سیاره ها، گرد و غبار، اتم ها، ذرات زیراتمی یا هر ماده «عادی» دیگر که ما می شناسیم تعامل داشته باشد. این ماده اساسا نامرئی است.

با این وجود، گروهی از پژوهشگران به رهبری آلکساندر کاشلینسکی فکر می کنند کشف پیشگامانه اخیر امواج گرانشی می تواند به خط زدن این ایده که ماده تاریک از ذرات مرموز و دشوار برای شناسایی شکل گرفته است، کمک کند.

به نظر این پژوهشگران سیاهچاله های عظیم مانند دو موردی که برخوردشان موجب شکل گیری امواج گرانشی شده است ممکن است در زمان «انفجار بزرگ» یا «بیگ بنگ» شکل گرفته باشند. این به معنای آن است ماده تاریک که بخش اعظم گیتی را تشکیل داده است به هیچ وجه از ذراتی مرموز درست نشده و تنها ممکن است سیاهچاله باشد.

اگر کاشلینسکی و همکارانش درست بگویند، واقعیت ممکن است این گونه باشد که چهار پنجم از ماده در زمان شکل گیری گیتی، میلیون سال ها پیش از این که نخستین ستاره متولد شده باشد، توسط سیاهچاله ها بلعیده شده است.

همچنین این واقعیت فرضی داری یک جنبه ناخوشایند دیگر است: تعداد بیشماری از زهکش های کیهانی باستانی و حریص در تاریکی فضای اطراف ما کمین کرده و ماده «عادی» را همانند عروسک گردان هایی ناشناس به سمت خود می کشند.

ریشه های یک رمز و راز تاریک

فریتز زوئیکی، یک ستاره شناس در موسسه فناوری کالیفرنیا مشهور به کالتک، برای نخستین بار ایده ماده تاریک را در سال 1933 مطرح کرد. زوئیکی در تلاش برای بررسی و تشریح یک گروه از کهکشان ها بود که امروزه به نام خوشه کهکشانی کما شناخته می شود. این خوشه با حدود یک تریلیون ستاره در فاصله حدود 2.2 میلیارد سال نوری از سیاره زمین قرار گرفته است. برای انجام این کار زوئیکی دو معیار شامل روشنایی و میزان سرعت حرکت کهکشان ها را مقایسه کرد.

پس از آن که زوئیکی با استفاده از یک تلسکوپ ویژه که کالتک برای وی ساخته بود از خوشه عکسبرداری کرد، وی سرعت متوسط تمام آن کهکشان ها را اندازه گیری کرده و وزن خوشه را بدست آورد. سپس این داده ها را با روشنایی خوشه مقایسه کرد.

زوئیکی از نتایج بررسی های خود متعجب شده بود. خوشه برای تشریح حرکات تمام کهکشان ها بیش از اندازه تاریک بود؛ محاسبات وی نشان داد گروه‌های ستارگان بیش از اندازه سنگین بودند. زوئیکی این گونه استدلال کرد که توده ای پنهان که آن را «ماده تاریک» نامید در خوشه کمین کرده و آن را سنگین ساخته است و از این طریق ناهمخوانی موجود را توضیح داد.

پزوهشگران تاکنون موارد مشابه ماده تاریک را در کل گیتی کشف کرده اند که در لبه های کهکشان ها کمین کرده و با حرکت ستارگان آنها بازی می کنند.