وقد ألهمت التقارير غير الرسمية عن اصطدام 10 نوى من الهليوم المضاد بمحطة الفضاء الدولية علماء الفيزياء النظرية بالتكهن بما يتجاوز نماذجنا الحالية بحثًا عن تفسير.
في حين أن حفنة صغيرة من الجسيمات الكونية قد تبدو تافهة، فإن توقيع وابل الهليوم المضاد غريب بما يكفي لدفع الباحثين إلى اعتبار الحدث النادر والاستثنائي زخات مطر صحراوية.
في تحليلهم المنشور مؤخرًا، جادل علماء من معهد بيريميتر للفيزياء النظرية في كندا وجامعة جونز هوبكنز في الولايات المتحدة بضرورة النظر إلى الفيزياء خارج النموذج القياسي المقبول حاليًا، وذهبوا إلى حد الإشارة إلى أنها قد تكون متورطة في الظلام. موضوع. تم نشر المقال العلمي الأصلي في Physics Review D
منذ عام 2011، تم وضع مطياف ألفا المغناطيسي (AMS-02) على متن محطة الفضاء الدولية وسجل بصمت أكثر من 200 مليار حدث للأشعة الكونية.
وبينما كان معظمها عبارة عن جسيمات عادية اجتازت مسافات شاسعة في الفضاء بسرعة عالية، تشير التقارير غير المنشورة إلى أن عشرة منها لم تكن نموذجية على الإطلاق، وتتكون من أزواج من البروتونات المضادة المرتبطة بواحد أو اثنين من النيوترونات المضادة. أي أن ذرات الهيليوم المضادة هي نسخة المادة المضادة من الهيليوم.
كل جسيم أساسي من المادة "العادية"، مثل الإلكترونات والنيوترينوات والكواركات، له نظير مناظر له نفس الخصائص ولكن بشحنة معاكسة: الجسيم المضاد.
من الناحية النظرية، الجسيمات المضادة مثل البوزيترونات والنيوترينوات المضادة والكواركات المضادة يجب أن تكون قد خرجت من انفجار الانفجار الكبير بنفس الكميات تقريبًا مثل الإلكترونات والنيوترينوات والكواركات، وتختفي بسرعة في نفخة من أشعة جاما. لذلك كان من المفترض أن تختفي المادة المضادة منذ البداية
الهيليوم 4 والهيليوم 3، وهما نظيران للهيليوم
حقيقة أن الكون يتكون من أكثر بكثير من مجرد وهج من الإشعاع الكهرومغناطيسي المتوسع تشير إلى أن هناك شيئًا لا نفهمه حول التوازن بين المادة البدائية والمادة المضادة.
تمامًا كما أنه من الممكن إخراج ضباب ناعم من المادة المضادة باستخدام مصادمات الجسيمات هنا على الأرض، تستمر الطبيعة في إطلاق العنان للبروتونات المضادة والنيوترونات المضادة في أحداث كارثية عالية الطاقة. ينجو بعضهم من الإبادة ويصطدمون أحيانًا بأجهزة الكشف هنا على الأرض.
تضمنت اكتشافات AMS-02 المزعومة بروتونات مضادة ونيوترونات مضادة في شكل نوى هيليوم مضاد - وهو اتحاد نادر كان يتطلب أن تكون الجسيمات المضادة بطيئة الحركة ومعبأة بكثافة لإعطاء الجسيمات دون الذرية فرصة للارتباط.
ومن الغريب أنه مقابل كل نواة مضاد الهيليوم تحتوي على نيوترونين مضادين، وهو نظير يسمى الهيليوم المضاد 4، كان هناك نظيران يحتويان على نيوترون مضاد واحد: الهيليوم المضاد 3. استنادًا إلى الفيزياء الراسخة فقط، فإن أفضل ما توصل إليه الباحثون هو قياس نسبة النظائر بمقدار 10000 إلى واحد، لذلك يبدو أن فيزياء المادة المضادة لا تتطابق تمامًا مع فيزياء المادة.
كيف تم إنشاء الهيليوم المضاد؟
أيًا كان ما خلق هذين النوعين من نظائر المادة المضادة وأرسلها في اتجاهنا، فلم يكن هناك تمييز في حجم الهيليوم المضاد مثل العمليات المعروفة، مما يشير إلى أن الظروف الأولية تطلبت من وحدات البناء دون الذرية أن تتحرك ببطء لا يصدق قبل أن يتم طردها. وإلا فلا يمكن تفسير خلقهم.
أحد الاحتمالات قد يتضمن اضمحلال جسيم غير معروف حاليًا، والذي يمكن اعتباره أيضًا مادة مظلمة. وحتى لو كان مثل هذا الجسيم موجودًا، فلا يزال يتعين علينا أن نفهم كيف تمكن من الطيران عبر الكون بسرعة جزء صغير من سرعة الضوء.
وبالنظر إلى الوراء، يفترض الباحثون أن تركيز البلازما الساخنة بشكل لا يصدق، سريعة التوسع والمكونة من جسيمات معروفة يمكن أن يوفر كلا من الكالسيوم والنسبة الصحيحة من نوى الهليوم المضاد.
وعلى الرغم من أن مثل هذه "الكرات النارية" لم يتم ملاحظتها مطلقًا، إلا أنها يمكن أن تحدث في تصادمات بين كتل المادة المظلمة التي تحتوي على كميات كافية من الكواركات المضادة.
أما السيناريو الثاني المحتمل فيتعلق بما يسمى "الأقزام المظلمة". يمكن أيضًا لهذه المجالات الافتراضية المكونة من الفوتونات المظلمة والإلكترونات المظلمة والنيوترونات المظلمة أن تتصادم مع بعضها البعض وتخلق ظروفًا يمكن أن تنبعث منها الهيليوم المضاد بالنسب المقاسة.
لم يتم توضيح أي من النموذجين بشكل كامل، حيث يتكون من ديناميكيات معقدة تترك الكثير للمناقشة حول التفاصيل المحتملة. وهذه هي الفيزياء التي نعرفها فقط: المادة المظلمة نفسها لم يتم تأكيدها بعد كظاهرة مادية، ناهيك عن فهمها.
ومع ذلك، قد تكون هناك بذور اكتشاف مدفونة في رياضيات حتى النماذج التأملية للغاية مثل هذا النموذج، والتي يمكن أن تحول قياسات أخرى غير متوقعة إلى كرات نارية من الخلق نتجت عن اصطدام الظلام.
ومع ست سنوات أخرى من التشغيل، قد يتمكن AMS-02 من جمع البيانات التي توفر منظورًا آخر حول أصول هذا الدش الغريب من الهليوم المضاد.
أو يمكن أن يؤكد أن شيئًا غير متوقع في أقاصي الفضاء هو بناء ذرات من المادة المضادة، مما يزعجنا من الظل.
بفضل قناة Telegram الخاصة بنا، يمكنك البقاء على اطلاع دائم بما يتم نشره من مقالات السيناريوهات الاقتصادية الجديدة.
المقال أنتيليو يتحدث إلينا: هل تختبئ المادة المظلمة أمام أعيننا؟ يأتي من السيناريوهات الاقتصادية .