«وجود قوة خامسة للطبيعة سوف يغير النموذج القياسي تمامًا». هذا ما أشار إليه علماء الفيزياء.
العلماء على وشك إطلاق بحث يحتاج إلى مجهودات كبيرة لإيجاد (القوة المظلمة-Dark Force) الموجودة فى الطبيعة، والتي إن وجدت؛ ستفتح الباب لمعرفة هذا العالَم المخفي عن الأنظار.
سيُقدّم البحث دلائل على وجود قوة جديدة أساسية والتي تصنع جسر بين المادة العادية الموجودة حولنا و (القطاع المظلم-Dark Sector) غير المرئي والمُكوِن الأكبر للكون.
قد تكون فرص النجاح ضعيفة، ولكن إيجاد تلك القوة سيعد من بين أكثر الاكتشافات دراماتيكية فى تاريخ الفيزياء. أفضل النظريات الأقرب للواقع والتي فسرها علماء الفيزياء، أن الكون المرئي يمثل 4%، والبقية لغز غامض مكوّن من مادة مظلمة، تلك المادة الغريبة المختبئة حول المجرات، والطاقة المظلمة المحيرة، وهى مادة تفسر التمدد المتسارع للكون.
قال الباحث في (جامعة سابينزا بروما-Sapienza University of Rome) ماورو راجي (Mauro Raggi): «حتى تلك اللحظة، نحن لا نعرف 90% وأكثر من المواد التي صَنعت الكون، إذا وجدنا تلك القوة فإن هذا بالتأكيد سوف يغير النموذج القياسي للكون الذي نعرفه الآن. سوف يفتح لنا عالمًا جديدًا يساعدنا على فِهم الجسيمات والقوى المُكوِنة للقطاع المظلم».
حتى الآن، علماء الفيزياء، يعرفون أربعة قوى أساسية فقط موجودة ف الطبيعة. القوة الكهرومغناطيسية والتي تسمح بالرؤية واتصالات الجوال، وأيضًا تمنعنا من الوقوع داخل كراسينا. وبدون ما يسمى بالقوة القوية، سوف تنهار المكونات الداخلية للذرات. أما القوة الضعيفة فتعمل على الإشعاع، وأخيرًا قوة الجاذبية –أكثر قوة منتشرة فى الطبيعة- التي تُبقي أقدامنا راسخة على الأرض. ولكن يمكن وجود قوى أخرى مرت دون أن يلاحظها أحد؛ وهذا من شأنه أن يشكّل سلوك الجسيمات غير المعروفة المُمثلة في المادة المظلمة، والتي يمكن وجود تأثير خفي لها على القوى المألوفة لدينا.
يعمل راجي وزملاؤه في المعهد الوطني للفيزياء النووية في إيطاليا هذا الشهر، على تشغيل أداة (Padme)، اختصارًا ل (Positron annihilation into dark matter experiment-تجربة إبادة البوزيترون في المادة االمظلمة)، صُممت لتعقُب احتمالية وجود القوة الخامسة في الطبيعة. الآلة سوف تسجل ما يحدث عند اصطدام رقاقة من الألماس سمكها عُشر الملليميتر بجسيمات مادة مضادة تسمى (البوزيترون-Positron).
عندما تضرب البوزيترونات رقاقة الألماس بقوة، فإنها تندمج على الفور مع إلكترونات الرقاقة وتختفي في انفجار طاقة ضعيف. عادةً، تُنتِج الطاقة المتحررة جسيمين من الضوء تُسمى (فوتونات-Photons). لكن إذا وجدت القوة الخامسة في الطبيعة، سوف يحدث شيء مختلف، فبدلًا مِن تكوين جسيمين مرئيين من الفوتونات، فإن الاصطدام سوف يحرر جسيم أو فوتون واحد فقط من حين لآخر، إلى جانب ما يسمى (الفوتون المظلم-Dark Photon). هذا الجسيم الافتراضي هو جزء مكافئ لجسيم الضوء. يحمل ما يعادل قوة الكهرومغناطيسية المظلمة.
على عكس جسيمات الضوء العادية، فإن أي فوتونات مظلمة مُنتجة في Padme ستكون غير مرئية على أجهزة الرصد. ولكن بمقارنة الطاقة والاتجاه للبوزيترون الذي تطلقه، مع أيًا كان ما سيخرج، يستطيع العلماء معرفة إذا كان هناك فوتون غير مرئى تم إنتاجه أم لا وتحديد كتلته. على الرغم من عدم وجود كتلة للفوتونات العادية، فإن الفوتون المظلم ليس كذلك، وسوف يبحث Padme عن كتلة تلك الفوتونات المظلمة التي تصل إلى 50 مرة أثقل من الإلكترون.
ترجمة: شيماء أحمد
مراجعة علمية: مصطفى عطالله
تدقيق لغوي: رنا السعدني
تحرير: هاجر عبد العزيز
