تجربة جديدة تعتمد على النيوترونات قد تساعد في التحقق من وجود "القوة الخامسة"

صورة رمزية للنيوترون
صورة رمزية للنيوترون © freeimages

حدد علماء الفيزياء تاريخيا 4 تفاعلات مهمة يمكن ملاحظتها في الطبيعة، أطلق عليها أيضا اسم القوى الأساسية، منها: الجاذبية، الكهرومغناطيسية، القوى النووية الضعيفة والقوى النووية القوية. لكن نظريات حديثة اقترحت وجود قوة أساسية خامسة، بعد ملاحظة ظواهر لا تتوافق مع قواعد القوى الأربعة المذكورة سابقا.

إعلان

وقد تزايدت الدراسات في العقود الأخيرة لفهم هذه القوة التي لا تزال غامضة حتى الآن، بسبب اكتشافين في علم الفضاء أو الكون لم يتم تفسيرهما بالنظريات الحالية. فقد تم اكتشاف أن معظم الكتلة التي يتشكل منها الكون يتم حسابها من خلال شكل غير معروف من المادة يسمى المادة المظلمة (Dark matter). ويعتقد معظم الباحثين أن المادة المظلمة تتكون من جسيمات دون ذرية جديدة غير مكتشفة، ولكن بعضهم يرجح أنها قد تكون مرتبطة بقوة أساسية غير معروفة.

أما الاكتشاف الثاني فيتجلى بمعرفة أن الكون يتمدد بشكل متسارع، وهو ما يُعزى إلى شكل من أشكال الطاقة يسمى "الطاقة المظلمة". هنا أيضا، يعتقد بعض الفيزيائيين أن شكلًا من أشكال الطاقة المظلمة يمكن أن يكون قوة خامسة.

لكن المشكلة الأساسية التي واجهت العلماء هي صعوبة وضع تجارب مخبرية تمكنهم من تحديد ماهية هذه الطاقة.

في هذا الإطار، نشر مقال علمي في مجلة ساينس "Sicence" العلمية الشهيرة، يشير إلى أن إطلاق أشعة النيوترونات على عينات من السلكون البلوري، بإمكانه أن يقودنا إلى فهم أعمق للقوة الخامسة، إذا وجدت. فدراسة خصائص أشعة النيوترونات المميزة تجعلها مناسبة للكشف المحتمل عن وجود "القوة الخامسة".

فمن خلال استخدام تقنية تسمى "قياس تداخل pendellösung"، قام فريق من الفيزيائيين باستخدام النيوترونات لفحص البنية الكرسيتالية (البلورية) للسيليكون بدقة، أفضل من تقنيات الأشعة السينية (X-Ray).

هذه التجربة ساهمت بالكشف عن 3 أمور أساسية هي:

- معلومات أكثر تفصيلا عن خصائص النيوترون، اكتشفت للمرة الأولى منذ 20 عاما.

- معرفة خصائص جديدة عن السيليكون البلوري، رغم أن هذه المادة مستعملة على نطاق واسع إلى أن بعض خصائها لا تزال مجهولة.

- وضع أطر لحدود القوة الخامسة إذا تم اثبات وجودها.

ويشير أحد المشاركين في هذه الدراسة إلى أنه إذا وجدت القوة الخامسة، فسيكون لديها "حامل قوة"، بنفس الطريقة التي تكون بها الفوتونات هي حاملة القوة للكهرومغناطيسية.

ومقياس الطول الذي يمكن لحامل القوة أن يعمل عليه يتناسب عكسيا مع كتلته، أي أن الحامل يستطيع قطع مسافات أطول كل ما قل وزنه. فالفوتون على سبيل المثال، هو عديم الكتلة أي ليس له وزن، وبالتالي يتمتع بمدى غير محدود.

لذلك، باستطاعة مقياس Pendellösung وضع قيود على نطاق حامل القوة الخامسة، والتي بدورها يمكن أن تضع قيودًا على قوتها. ومن خلال هذه الدراسة، أصبح بإمكان العلماء البحث عن القوة الخامسة على نطاق اصغر بكثير من الفضاء مما يسهل قيام التجارب عليها.

الرسالة الإخباريةأبرز الأحداث الدولية صباح كل يوم