أعلن باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة عن النتائج الأولى من تجربة جديدة تهدف إلى اكتشاف جزيئات المادة المظلمة الافتراضية المعروفة باسم الأكسيونات، وذلك في دراسة نشرت في دورية “فيزكال ريفيو ليترز”.

رغم عدم تمكن التجربة من رصد أي إشارات تدل على وجود الأكسيونات، إلا أنها قدمت تقنية جديدة قد تصبح محور الأبحاث المستقبلية حول هذه الجزيئات الغامضة.

مادة غير عادية

المادة المظلمة هي مفهوم مطلوب لفهم ظواهر غير مفهومة من خلال النظريات المعروفة مثل نظرية الجاذبية لكل من نيوتن وآينشتاين.

يلاحظ العلماء أن سرعات النجوم في أطراف المجرات وسرعات المجرات في عناقيد المجرات الكبرى تختلف بشكل ملحوظ مع التنبؤات النظرية، مما يشير إلى وجود كتلة إضافية من المادة تؤثر جاذبيتها في محيطها، لكنها غير مرئية.

يمكن تشبيه الأمر بوزن ثمرة برتقال مقابل خمسة كيلوغرامات من الحديد؛ حيث تبين كفة الميزان أن الثمرة أثقل، مما يشير إلى وجود وزن خفي يتجاوز ما هو مرئي. في علم الكونيات، يُعتقد أن هذه الزيادة في الوزن ترجع إلى المادة المظلمة.

منذ السبعينيات، افترض العلماء أن للمادة المظلمة جسيمات خاصة بها، من بينها الأكسيونات، والتي يُعتقد أنها خفيفة جداً وتفاعلاتها مع المادة العادية ضعيفة للغاية، مما يجعل اكتشافها صعباً.

تجربة خاصة

قدمت عدة تجارب من قبل للبحث عن هذه الجسيمات، بما في ذلك تجربة عام 2019 من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا المعروفة باسم “تجويف المادة المظلمة ثنائي الانكسار”، حيث استخدمت أدوات بصرية مشابهة لتلك المستخدمة في مرصد “ليغو” لاكتشاف موجات الجاذبية.

استندت هذه التجربة على خاصية استقطاب الضوء، حيث تم تنظيم اهتزازاته في اتجاه معين. حيث يأتي الضوء بتماثلين، أفقي ورأسي، ومن المتوقع أن تقوم الأكسيونات – إذا كانت موجودة – بتحويل استقطاب إلى الآخر.

بينما لم تنجح التجارب الأولية في العثور على الأكسيونات، إلا أن التجربة قدمت تحسينات في الدقة في قياس كتل الأكسيونات المحتملة، مما يُبشر بأمل إيجادها في الأبحاث المستقبلية.