دانشمندان برای شناسایی ماده تاریک به شکر روی آوردهاند
دهههاست که دانشمندان به دنبال شواهدی از ماده تاریک (Dark Matter) هستند؛ مادهای نامرئی که بر اساس محاسبات کیهانی، حدود ۸۵ درصد از جرم جهان را تشکیل میدهد، اما تاکنون هیچ آزمایشی نتوانسته وجود آن را به طور مستقیم اثبات کند. حالا گروهی از پژوهشگران آلمانی باور دارند که شاید پاسخ در جایی بسیار سادهتر از حد تصور نهفته باشد: در شکر معمولی.
وقتی فیزیک به سراغ شیرینی میرود
پروژه تازهای با نام SWEET Project توسط تیمی از مؤسسه فیزیک ماکس پلانک طراحی شده است. هدف این پروژه، استفاده از بلورهای شکر به عنوان آشکارساز ذرات فرضی ماده تاریک است.
دلیل این انتخاب ساده اما هوشمندانه است: برخلاف موادی مانند هیدروژن خالص که اغلب در آشکارسازها استفاده میشوند، مولکول ساکارز (شکر) شامل سه عنصر متفاوت — کربن، هیدروژن و اکسیژن — است. این تنوع در اندازه هستهها باعث میشود شکر بتواند طیف گستردهتری از ذرات ماده تاریک را آشکار کند.
از بلورهای شیرین تا آشکارسازهای کیهانی
دانشمندان بلورهای ساکارز را از محلول فوقاشباع آب و شکر رشد دادند و پس از تبخیر کامل آب، خالصترین کریستالها را تا دمای نزدیک به صفر مطلق (Absolute Zero) سرد کردند. سپس حسگرهای بسیار حساس نوری را روی آنها نصب کردند تا هرگونه برهمکنش احتمالی ذرات را ثبت کنند.
در این دما، بلورها هنگام برخورد ذرات با انرژی بالا، نور ساطع میکنند — پدیدهای که «درخشش سینتیلاسیون» نام دارد و به پژوهشگران کمک میکند تا نویز پسزمینه را از سیگنال واقعی جدا کنند.
در طول ۱۹ ساعت آزمایش، محققان دریافتند که کریستالهای شکر واقعاً به برهمکنش ذرات پاسخ میدهند و پالسهای حرارتی قابل اندازهگیری تولید میکنند، حتی بدون حضور ماده تاریک واقعی. این یعنی ساختار بلور شکر میتواند در آینده به عنوان ماده پایه برای آشکارسازهای نسل بعدی استفاده شود.
آینده شیرین علم تاریک
تیم SWEET قصد دارد در گام بعدی، مدار حسگرها را بهبود دهد، منبع اشعه X به آزمایشها اضافه کند و از سیستمهای جمعآوری داده پیشرفتهتر برای حذف نویز استفاده کند. آنها همچنین به دنبال تولید بلورهای بزرگتر و خالصتر هستند تا دقت اندازهگیریها افزایش یابد.
اگرچه این پژوهش هنوز در مرحله پیشچاپ (Preprint) قرار دارد و نیازمند داوری علمی است، اما نتایج اولیه نشان میدهد که شاید پاسخ یکی از عمیقترین معماهای کیهان در چیزی به سادگی یک کریستال شکر پنهان شده باشد.
