دانشمندان جستجو برای یافتن مرموزترین ماده جهان را در اعماق یک معدن متروکه طلا آغاز کردند

 معدن طلای متروکه در داکوتای جنوبییورونیوز: دانشمندان در یک معدن طلای قدیمی در عمق یک و نیم کیلومتری زیر سطح زمین در تلاش برای یافتن چیزی هستند که تا کنون پیدا نشده است: ماده تاریک.

دانشمندان کاملاً مطمئن هستند که این ماده تاریک بیشتر جرم کیهان را تشکیل می‌دهد و می‌گویند بدون این ماده ما اینجا نبودیم، با این حال مسئله این است که کسی نمی‌داند این ماده چیست. مسابقه برای حل این معمای بنیادی یک تیم از پژوهشگران را به اعماق یک معدن متروکه طلا در لید داکوتای جنوبی در آمریکا کشانده است.

در این مکان که مرکز تحقیقات زیرزمینی سانفورد نام دارد، یک آزمایشگاه آشکارسازی ماده تاریک برپا شده است و دانشمندان تصور می‌کنند در دل بیش از یک کیلومتر و نیم سنگ و خاک و یک مخزن غول‌پیکر حاوی خالص‌ترین تیتانیوم جهان می‌توانند این ماده را به دام بیاندازند. این لایه‌های محافظتی راه نفوذ تقریباً تمام پرتوها و ذرات کیهانی را، که هر روز در اطراف ما می چرخند، سد می‌کنند.

کارتر هال، فیزیکدان در دانشگاه مریلند، در این باره می‌گوید: «برای جستجوی این نوع بسیار نادر از برهم‌کنش، وظیفه شماره یک این است که ابتدا از شر همه منابع معمولی تشعشع، که آزمایش را تحت تأثیر قرار می دهند، خلاص شوید.»

درون مخزن تیتانیومی یک محفظه زنون مایع قرار دارد و محققان امیدوارند با یک دستگاه آشکارساز به نام «محفظه نمایش زمان»، ماده تاریک را ببینند که داخل محفظه به دام می‌افتد و به هسته زنون برخورد می‌کند.

این ماموریت علمی ۶۰ میلیون دلاری پس از چندی وقفه به دلیل بیماری همه‌گیر، سرانجام از دو ماه پیش و برای مدت پنج سال شروع به کار کرده است.

اگر تمامی محاسبات و تئوری‌های تیم متشکل از ۲۵۰ دانشمندی که بر روی پروژه کار می‌کنند درست باشد، این احتمال وجود دارد که چند نشانه زودگذر از ماده تاریک در سال پیش رو مشاهده شود. هر چند تا کنون آنان چیزی را پیدا نکرده‌اند.

هیو لیپینکات، فیزیکدان و سخنگوی این ماموریت علمی، در یک کنفرانس خبری که روز پنجشنبه برگزار شد گفت: «در زمان پایان آزمایش احتمال یافتن ماده تاریک با این دستگاه احتمالاً کمتر از ۵۰ درصد و بیشتر از ۱۰ درصد است.»

وی اضافه کرد: «این درست است که چنین چیزی اطمینان‌بخش نیست و شما به کمی شور و شوق نیاز دارید. اما این را هم باید دانست که شما بدون امید به یافتن چیزی وارد فیزیک جستجوی ذرات نادر نمی‌شوید.»

کوین لسکو، فیزیکدان در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، در این باره می‌گوید: «این سوال برای دانشمندان سوالی اساسی است که این مکان عالی که من در آن زندگی می‌کنم چیست؟ در حال حاضر، ۹۵ درصد آن یک راز است.»

در درون این معدن دو آسانسور عظیم قرار دارد که دانشمندان را به مرکز تحقیقات زیرزمینی سانفورد می‌برد. در این مکان آزمایشگاهی پیشرفته ساخته شده است که قلب آن مخزن غول‌پیکری به نام «کرایوستات» است. جف چروینکا، مهندس ارشد پروژه، آن را «شبیه یک قمقمه» توصیف می‌کند که از «شاید خالص‌ترین تیتانیوم در جهان» ساخته شده تا زنون مایع را سرد نگه دارد و تابش پس‌زمینه‌ای را به حداقل برساند.
جستجوی ماده تاریک در آزمایشگاه زیرزمینیزنون به محققان اجازه می‌دهد تا دریابند آیا برخورد با یکی از الکترون‌های آن صورت گرفته یا با هسته آن. اگر چیزی به هسته برخورد کند، به احتمال زیاد ماده تاریکی است که همه به دنبال آن هستند.

جستجو برای یافتن ماده تاریک برای ده‌ها است که ادامه دارد. اخترشناسان می‌دانند که این ماده در فضای کیهانی وجود دارد چرا که با محاسبات متوجه شده‌اند گرانش تقریباً کافی برای نگه داشتن خوشه‌های کهکشانی در کنار هم وجود ندارد و باید چیز دیگری آنجا وجود داشته باشد و گرنه کهکشان‌ها به سرعت از هم جدا می‌شدند. بنابراین تشکیک کمی در این باره هست که ماده تاریک وجود دارد، با این حال درباره چیستی آن سوالات زیادی وجود دارد.

دانشمندان سال‌ها پیش آزمایش مشابه و کوچکتری را در این نقطه انجام دادند اما بعد از اینکه این آزمایش جواب نداد دریافتند باید آن را درمقیاس خیلی بزرگتری اجرا کنند.

یک آزمایش مشابه بزرگ دیگر هم‌اکنون در ایتالیا در حال انجام است، اما تاکنون نتیجه‌ای عمومی از آن اعلام نشده است.