ខ្សែដៃកៅស៊ូ

ថ្ងៃទី 31 ខែតុលាគឺជាថ្ងៃនៃបញ្ហាងងឹត។ គ្រាន់តែអំពីស្មុគ្រស្មាញ: តើអ្វីជាបញ្ហាងងឹតនិងកន្លែងដែលត្រូវរកមើលវា។ របៀបដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងស្វែងរកសារធាតុងងឹត

ការស្ថាបនាទ្រឹស្តីនៅក្នុងរូបវិទ្យា ហៅថា គំរូស្តង់ដារ ពិពណ៌នាអំពីអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតបឋមទាំងអស់ដែលស្គាល់ដោយវិទ្យាសាស្ត្រ។ ប៉ុន្តែនេះគ្រាន់តែជា 5% នៃសារធាតុដែលមាននៅក្នុងសកលលោក ខណៈដែល 95% ដែលនៅសល់គឺជាធម្មជាតិដែលមិនស្គាល់ទាំងស្រុង។ តើអ្វីទៅជារូបធាតុងងឹតសម្មតិកម្មនេះ ហើយតើអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រព្យាយាមរកឃើញវាដោយរបៀបណា? Hayk Hakobyan និស្សិតនៅវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យា និងបច្ចេកវិទ្យាទីក្រុងម៉ូស្គូ និងជាបុគ្គលិកនៃនាយកដ្ឋានរូបវិទ្យា និងតារាសាស្ត្រ និយាយអំពីរឿងនេះក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃគម្រោងពិសេសមួយ។

គំរូស្តង់ដារនៃភាគល្អិតបឋមដែលបានបញ្ជាក់ចុងក្រោយបន្ទាប់ពីការរកឃើញរបស់ Higgs boson ពិពណ៌នាអំពីអន្តរកម្មជាមូលដ្ឋាន (electroweak និងខ្លាំង) នៃភាគល្អិតធម្មតាដែលគេស្គាល់យើង: leptons, quarks និងអន្តរកម្ម (bosons និង gluons) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាប្រែថាទ្រឹស្តីស្មុគ្រស្មាញដ៏ធំទាំងអស់នេះពណ៌នាតែប្រហែល 5-6% នៃរូបធាតុទាំងអស់ ខណៈដែលនៅសល់មិនសមនឹងគំរូនេះទេ។ ការសង្កេតពីគ្រាដំបូងនៃជីវិតនៃសកលលោករបស់យើងបង្ហាញយើងថាប្រហែល 95% នៃបញ្ហាដែលនៅជុំវិញយើងគឺជាធម្មជាតិដែលមិនស្គាល់ទាំងស្រុង។ ម្យ៉ាងវិញទៀត យើងឃើញដោយប្រយោលនូវវត្តមានរបស់វត្ថុលាក់កំបាំងនេះ ដោយសារតែឥទ្ធិពលទំនាញរបស់វា ប៉ុន្តែរហូតមកដល់ពេលនេះ គេមិនអាចចាប់វាដោយផ្ទាល់បានទេ។ បាតុភូតនៃម៉ាស់លាក់កំបាំងនេះត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះកូដថា "រូបធាតុងងឹត"។

វិទ្យាសាស្ត្រទំនើប ជាពិសេសលោហធាតុវិទ្យា ដំណើរការដោយយោងតាមវិធីសាស្ត្រដកប្រាក់របស់ Sherlock Holmes

ឥឡូវនេះបេក្ខជនសំខាន់ពីក្រុម WISP គឺអ័ក្សដែលកើតឡើងនៅក្នុងទ្រឹស្តីនៃអន្តរកម្មខ្លាំងនិងមានម៉ាស់តូចណាស់។ ភាគល្អិតបែបនេះមានសមត្ថភាពបំប្លែងទៅជាគូ photon-photon ក្នុងដែនម៉ាញេទិចខ្ពស់ ដែលផ្តល់ការណែនាំអំពីរបៀបដែលមនុស្សម្នាក់អាចព្យាយាមរកឃើញវា។ ការពិសោធន៍ ADMX ប្រើអង្គធាតុធំដែលបង្កើតដែនម៉ាញេទិច 80,000 gauss (នោះជា 100,000 ដងនៃដែនម៉ាញេទិចរបស់ផែនដី)។ តាមទ្រឹស្ដី វាលបែបនេះគួរតែជំរុញការបំបែកនៃអ័ក្សទៅជាគូ photon-photon ដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាគួរតែចាប់។ ទោះបីជាមានការព្យាយាមជាច្រើនដងក៏ដោយ WIMPs, axions ឬ neutrinos ដែលគ្មានមេរោគមិនទាន់ត្រូវបានរកឃើញនៅឡើយទេ។

ដូច្នេះហើយ យើងបានធ្វើដំណើរឆ្លងកាត់សម្មតិកម្មផ្សេងៗគ្នាជាច្រើន ដែលស្វែងរកការពន្យល់អំពីវត្តមានដ៏ចម្លែកនៃម៉ាស់ងងឹត ហើយដោយបានបដិសេធនូវអ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលមិនអាចទៅរួច ដោយមានជំនួយពីការសង្កេត យើងបានឈានដល់សម្មតិកម្មដែលអាចធ្វើទៅបានជាច្រើនដែលយើងអាចធ្វើការបានរួចហើយ។

លទ្ធផលអវិជ្ជមានក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រក៏ជាលទ្ធផលដែរ ព្រោះវាកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងៗនៃភាគល្អិត ជាឧទាហរណ៍ វាលុបបំបាត់ជួរនៃម៉ាស់ដែលអាចកើតមាន។ ពីមួយឆ្នាំទៅមួយឆ្នាំ ការសង្កេត និងការពិសោធន៍ថ្មីៗកាន់តែច្រើនឡើងនៅក្នុងឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនផ្តល់នូវដែនកំណត់ថ្មី និងតឹងរ៉ឹងជាងមុនលើម៉ាស់ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងទៀតនៃភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹត។ ដូច្នេះហើយ ការបោះចោលជម្រើសដែលមិនអាចទៅរួចទាំងអស់ និងបង្រួមរង្វង់នៃការស្វែងរក ពីមួយថ្ងៃទៅមួយថ្ងៃ យើងកាន់តែខិតទៅជិតការយល់ដឹងអំពីអ្វីដែល 95% នៃបញ្ហានៅក្នុងសកលលោករបស់យើងមាន។

ទីក្រុងម៉ូស្គូ ថ្ងៃទី 31 ខែតុលា - RIA Novosti, Olga Kolentsova ។ការគណនាដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្ហាញថាចក្រវាឡមាន 95% ជាសារធាតុដែលមនុស្សមិនទាន់បានរុករក: 70% ជាថាមពលងងឹត និង 25% ជាសារធាតុងងឹត។ វាត្រូវបានសន្មត់ថាទីមួយគឺជាប្រភេទនៃវាលដែលមានថាមពលមិនសូន្យប៉ុន្តែទីពីរមានភាគល្អិតដែលអាចត្រូវបានរកឃើញនិងសិក្សា។ ប៉ុន្តែវាមិនមែនសម្រាប់គ្មានអ្វីសោះដែលសារធាតុនេះត្រូវបានគេហៅថាម៉ាស់លាក់ - ការស្វែងរករបស់វាមានរយៈពេលសន្ធឹកសន្ធាប់ ហើយត្រូវបានអមដោយការពិភាក្សាដ៏ក្តៅគគុកក្នុងចំណោមអ្នករូបវិទ្យា។ ដើម្បីនាំយកការស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេទៅកាន់សាធារណជន CERN ថែមទាំងបានផ្តួចផ្តើមគំនិត Dark Matter Day ដែលត្រូវបានប្រារព្ធជាលើកដំបូងនៅថ្ងៃនេះ ថ្ងៃទី 31 ខែតុលា។

អ្នកគាំទ្រនៃអត្ថិភាពនៃរូបធាតុងងឹតផ្តល់នូវអំណះអំណាងដ៏ធ្ងន់ធ្ងរ ដែលបញ្ជាក់ដោយការពិតពិសោធន៍។ ការទទួលស្គាល់របស់វាបានចាប់ផ្តើមនៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 30 នៃសតវត្សទី XX នៅពេលដែលតារាវិទូជនជាតិស្វីស Fritz Zwicky បានវាស់ល្បឿនដែលកាឡាក់ស៊ីនៃក្រុម Coma ផ្លាស់ទីជុំវិញមជ្ឈមណ្ឌលទូទៅមួយ។ ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថាល្បឿននៃចលនាអាស្រ័យលើម៉ាស់។ ការគណនារបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្ហាញថា ម៉ាស់ពិតនៃកាឡាក់ស៊ីត្រូវតែធំជាងការកំណត់នៅក្នុងដំណើរការនៃការសង្កេតដោយប្រើតេឡេស្កុប។ វាបានប្រែក្លាយថាផ្នែកដ៏ធំមួយនៃកាឡាក់ស៊ីគឺមិនអាចមើលឃើញដោយយើងទេ។ ដូច្នេះ វាមានរូបធាតុដែលមិនឆ្លុះបញ្ចាំង ឬស្រូបពន្លឺ។

ការបញ្ជាក់ទីពីរនៃអត្ថិភាពនៃម៉ាស់លាក់កំបាំងគឺការផ្លាស់ប្តូរពន្លឺនៅពេលវាឆ្លងកាត់កាឡាក់ស៊ី។ ការពិតគឺថាវត្ថុណាមួយដែលមានម៉ាសបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយផ្លូវ rectilinear នៃកាំរស្មីពន្លឺ។ ដូច្នេះ រូបធាតុងងឹតនឹងធ្វើការផ្លាស់ប្តូរដោយខ្លួនវាផ្ទាល់នៅក្នុងរូបភាពពន្លឺ (រូបភាពនៃវត្ថុឆ្ងាយ) ហើយវានឹងខុសពីរូបភាពដែលនឹងត្រូវបានបង្កើតដោយរូបធាតុដែលមើលឃើញតែប៉ុណ្ណោះ។ មានភ័ស្តុតាងចំនួនដប់សម្រាប់អត្ថិភាពនៃសារធាតុងងឹត ប៉ុន្តែពីរដែលបានពិពណ៌នាគឺជាវត្ថុសំខាន់។

ទោះបីជាភ័ស្តុតាងសម្រាប់អត្ថិភាពនៃសារធាតុងងឹតមានភាពជឿជាក់ក៏ដោយ រហូតមកដល់ពេលនេះគ្មាននរណាម្នាក់បានរកឃើញ និងសិក្សាពីភាគល្អិតដែលបង្កើតវាឡើងនោះទេ។ អ្នករូបវិទ្យាផ្ដល់យោបល់ថា ការសម្ងាត់បែបនេះគឺដោយសារហេតុផលពីរ។ ទីមួយគឺថាភាគល្អិតទាំងនេះមានម៉ាស់ខ្ពស់ពេក (ទាក់ទងទៅនឹងថាមពលតាមរយៈរូបមន្ត E=mc²) ដូច្នេះសមត្ថភាពរបស់ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនទំនើបគឺមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បី "បង្កើត" ភាគល្អិតបែបនេះទេ។ មូលហេតុទីពីរគឺប្រូបាប៊ីលីតេទាបបំផុតនៃការលេចឡើងនៃសារធាតុងងឹត។ ប្រហែលជាយើងមិនអាចរកឃើញវាច្បាស់លាស់ទេ ព្រោះវាធ្វើអន្តរកម្មខ្សោយខ្លាំងជាមួយរាងកាយមនុស្ស និងភាគល្អិតដែលគេស្គាល់យើង។ ទោះបីជារូបធាតុងងឹតមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង (យោងទៅតាមការគណនា) ហើយភាគល្អិតរបស់វាកំពុងប្រញាប់ប្រញាល់ឆ្លងកាត់យើងរាល់វិនាទី យើងគ្រាន់តែមិនមានអារម្មណ៍ថាវាទេ។

រូបវិទូរុស្ស៊ីនិយាយថាបញ្ហាងងឹតនៃសកលលោកគឺ "ការសម្រកទម្ងន់"បរិមាណនៃរូបធាតុងងឹតនៅក្នុងសកលលោកបានថយចុះប្រហែល 2-5% ដែលអាចពន្យល់ពីភាពខុសគ្នានៃតម្លៃនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រលោហធាតុសំខាន់ៗមួយចំនួននៅពេលនៃ Big Bang និងសព្វថ្ងៃនេះ។

ដើម្បីរកឃើញភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹត អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រប្រើឧបករណ៍រាវរកដែលមានទីតាំងនៅក្រោមដី ដើម្បីកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់ដែលមិនចាំបាច់។ វាត្រូវបានសន្មត់ថា ម្តងម្កាលភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹតនៅតែប៉ះទង្គិចជាមួយស្នូលអាតូម ផ្ទេរផ្នែកនៃសន្ទុះរបស់វាទៅពួកវា បំផ្ទុះអេឡិចត្រុង និងបណ្តាលឱ្យមានពន្លឺ។ ភាពញឹកញាប់នៃការប៉ះទង្គិចបែបនេះគឺអាស្រ័យលើប្រូបាប៊ីលីតេនៃអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹតជាមួយស្នូល ការផ្តោតអារម្មណ៍របស់ពួកគេ និងល្បឿនដែលទាក់ទងគ្នា (គិតគូរពីចលនារបស់ផែនដីជុំវិញព្រះអាទិត្យ)។ ប៉ុន្តែក្រុមពិសោធន៍ សូម្បីតែនៅពេលរកឃើញផលប៉ះពាល់ខ្លះ បដិសេធថាការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់នេះគឺបណ្តាលមកពីសារធាតុងងឹត។ ហើយមានតែក្រុមពិសោធន៍អ៊ីតាលី DAMA ដែលធ្វើការនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ក្រោមដីរបស់ Gran Sasso រាយការណ៍ពីការប្រែប្រួលប្រចាំឆ្នាំដែលបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងអត្រារាប់នៃសញ្ញា ដែលសន្មតថាជាប់ទាក់ទងនឹងចលនានៃផែនដីតាមរយៈម៉ាស់លាក់កំបាំងរបស់កាឡាក់ស៊ី។

©រូបថត៖ SuperCMDS Collaboration

នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ ចំនួន និងថាមពលនៃពន្លឺភ្លើងនៅខាងក្នុងឧបករណ៍ចាប់ត្រូវបានវាស់វែងក្នុងរយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ។ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្ហាញពីវត្តមាននៃការប្រែប្រួលប្រចាំឆ្នាំខ្សោយ (ប្រហែល 2%) នៅក្នុងអត្រារាប់នៃព្រឹត្តិការណ៍បែបនេះ។

ទោះបីជាក្រុមអ៊ីតាលីការពារភាពជឿជាក់នៃការពិសោធន៍ក៏ដោយ ក៏មតិរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រលើបញ្ហានេះមានភាពមិនច្បាស់លាស់ជាង។ ចំណុចខ្សោយចម្បងនៃលទ្ធផលដែលទទួលបានដោយក្រុមអ៊ីតាលីគឺការមិនផលិតឡើងវិញរបស់ពួកគេ។ ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលរលកទំនាញត្រូវបានរកឃើញ ពួកវាត្រូវបានរកឃើញដោយមន្ទីរពិសោធន៍ជុំវិញពិភពលោក ដោយហេតុនេះបញ្ជាក់ពីទិន្នន័យដែលទទួលបានដោយក្រុមផ្សេងទៀត។ ក្នុងករណី DAMA ស្ថានភាពគឺខុសគ្នា - គ្មាននរណាម្នាក់នៅលើពិភពលោកអាចមានអំនួតតាមរយៈលទ្ធផលដូចគ្នាទេ! ជាការពិតណាស់ មានលទ្ធភាពដែលក្រុមនេះមានឧបករណ៍រាវរកខ្លាំងជាង ឬវិធីសាស្ត្រផ្ទាល់របស់ពួកគេ ប៉ុន្តែភាពប្លែកនៃការពិសោធន៍នេះធ្វើឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវមួយចំនួនសង្ស័យភាពជឿជាក់របស់វា។

“វាមិនទាន់អាចនិយាយបានច្បាស់ថាទិន្នន័យដែលប្រមូលបាននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ Gran Sasso សំដៅទៅលើអ្វីនោះទេ។ ក្នុងករណីណាក៏ដោយ ក្រុមមកពីប្រទេសអ៊ីតាលីបានផ្តល់លទ្ធផលវិជ្ជមាន ហើយមិនមែនជាការបដិសេធចំពោះអ្វីមួយដែលជាអារម្មណ៍រួចទៅហើយ។ ឥឡូវនេះ សញ្ញាត្រូវបានរកឃើញ ចាំបាច់ត្រូវពន្យល់ ហើយនេះគឺជាការលើកទឹកចិត្តដ៏អស្ចារ្យមួយក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ទ្រឹស្ដីជាច្រើន រួមទាំងអ្នកដែលឧទ្ទិសដល់ការបង្កើតគំរូនៃរូបធាតុងងឹត។ ប៉ុន្តែទោះបីជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រព្យាយាមពន្យល់ពីមូលហេតុដែលទិន្នន័យដែលទទួលបានដោយមិនទាក់ទងនឹង រូបធាតុងងឹត នេះនៅតែអាចក្លាយជាជំហានថ្មីមួយក្នុងការយល់ដឹងអំពីធម្មជាតិ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ លទ្ធផលគឺ ហើយយើងត្រូវបន្តការងារនេះ ប៉ុន្តែខ្ញុំផ្ទាល់មិនអាចយល់ស្របទាំងស្រុងថា សារធាតុងងឹតត្រូវបានរកឃើញនៅពេលនេះទេ” មតិយោបល់ Konstantin Belotsky អ្នកស្រាវជ្រាវឈានមុខគេនៅនាយកដ្ឋានរូបវិទ្យាភាគល្អិតបឋម សាកលវិទ្យាល័យស្រាវជ្រាវជាតិនុយក្លេអ៊ែរ MEPhI ។

សារធាតុងងឹតមិនបញ្ចេញ ឬស្រូបពន្លឺទេ ជាក់ស្តែងមិនមានអន្តរកម្មជាមួយសារធាតុ "ធម្មតា" ទេ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនទាន់អាចចាប់បានភាគល្អិត "ងងឹត" តែមួយ។ ប៉ុន្តែបើគ្មានវាទេ សកលលោកដែលធ្លាប់ស្គាល់យើង ហើយយើងខ្លួនឯងមិនអាចមានបានទេ។ នៅថ្ងៃ Dark Matter Day ដែលត្រូវបានប្រារព្ធនៅថ្ងៃទី 31 ខែតុលា (អ្នករូបវិទ្យាបានសម្រេចចិត្តថាវាគ្រាន់តែជាពេលវេលាត្រឹមត្រូវដើម្បីបោះថ្ងៃឈប់សម្រាកជាកិត្តិយសនៃសារធាតុងងឹត និងងាយយល់) N+1បានសួរលោក Andrey Doroshkevich ប្រធាននាយកដ្ឋានទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យានៃមជ្ឈមណ្ឌល Astrospace នៃវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យា Lebedev អំពីអ្វីដែលសារធាតុងងឹត និងហេតុអ្វីបានជាវាសំខាន់ម៉្លេះ។

N+1៖ តើអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសព្វថ្ងៃនេះមានទំនុកចិត្តកម្រិតណាថាសារធាតុងងឹតពិតជាមាន?

Andrei Doroshkevich៖ភ័ស្តុតាងសំខាន់គឺការសង្កេតលើការប្រែប្រួលនៃវិទ្យុសកម្មផ្ទៃខាងក្រោយមីក្រូវ៉េវ ដែលជាលទ្ធផលដែលយានអវកាស WMAP និង "" បានទទួលក្នុងរយៈពេល 15 ឆ្នាំកន្លងមកនេះ។

ពួកគេបានវាស់ស្ទង់ភាពរំខាននៃសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃខាងក្រោយមីក្រូវ៉េវលោហធាតុ ពោលគឺផ្ទៃខាងក្រោយមីក្រូវ៉េវលោហធាតុ ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់។ ការរំខានទាំងនេះត្រូវបានរក្សាទុកតាំងពីសម័យកាលនៃការបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញ នៅពេលដែលអ៊ីដ្រូសែនអ៊ីយ៉ូដបានប្រែទៅជាអាតូមអព្យាក្រឹត។

ការវាស់វែងទាំងនេះបានបង្ហាញពីវត្តមាននៃការឡើងចុះ តូចណាស់ប្រហែលមួយម៉ឺននៃខេលវិន។ ប៉ុន្តែនៅពេលដែលពួកគេចាប់ផ្តើមប្រៀបធៀបទិន្នន័យទាំងនេះជាមួយនឹងគំរូទ្រឹស្តី ពួកគេបានរកឃើញភាពខុសគ្នាសំខាន់ៗដែលមិនអាចពន្យល់បានតាមវិធីផ្សេងក្រៅពីវត្តមានរបស់សារធាតុងងឹត។ អរគុណចំពោះបញ្ហានេះ ពួកគេអាចគណនាសមាមាត្រនៃរូបធាតុងងឹត និងធម្មតានៅក្នុងសកលលោក ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវរហូតដល់មួយភាគរយ។

ការចែកចាយរូបធាតុនៅក្នុងសកលលោក (ពីឆ្វេងទៅស្តាំ) មុន និងក្រោយទិន្នន័យពីកែវយឺត Planck

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានធ្វើការប៉ុនប៉ងជាច្រើនដើម្បីកម្ចាត់វត្ថុងងឹតដែលមើលមិនឃើញ និងមិនអាចយល់បាន ទ្រឹស្តីនៃទំនាញផែនដីដែលបានកែប្រែ ដូចជា MOND ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលព្យាយាមពន្យល់ពីផលប៉ះពាល់ដែលបានសង្កេត។ ហេតុអ្វីបានជាគំរូវត្ថុងងឹតល្អជាង?

ស្ថានភាពគឺសាមញ្ញណាស់៖ ទ្រឹស្ដីទំនាញរបស់អែងស្តែងសម័យថ្មី ដំណើរការបានល្អនៅលើមាត្រដ្ឋានផែនដី ផ្កាយរណបហោះហើរស្របតាមទ្រឹស្ដីនេះ។ ហើយវាដំណើរការបានយ៉ាងល្អនៅលើមាត្រដ្ឋានលោហធាតុ។ ហើយម៉ូដែលទំនើបទាំងអស់ដែលផ្លាស់ប្តូរទំនាញផែនដីមិនអាចពន្យល់បានគ្រប់យ៉ាង។ ពួកគេណែនាំថេរថ្មីទៅក្នុងច្បាប់របស់ញូតុន ដែលធ្វើឱ្យវាអាចពន្យល់ពីផលប៉ះពាល់នៃវត្តមានរបស់សារធាតុងងឹតនៅកម្រិតនៃកាឡាក់ស៊ី ប៉ុន្តែខកខានក្នុងមាត្រដ្ឋានលោហធាតុ។

តើការរកឃើញរលកទំនាញអាចជួយនៅទីនេះបានទេ? ប្រហែលជាវានឹងជួយបោះបង់ទ្រឹស្តីខ្លះ?

អ្វីដែលរលកទំនាញបានវាស់វែងឥឡូវនេះគឺជាបច្ចេកទេសដ៏ធំ មិនមែនជាជោគជ័យបែបវិទ្យាសាស្ត្រទេ។ ថាពួកវាមានត្រូវបានគេដឹងកាលពី 40 ឆ្នាំមុននៅពេលដែលវិទ្យុសកម្មទំនាញពី pulsar គោលពីរត្រូវបានរកឃើញ (ដោយប្រយោល) ។ ការសង្កេតនៃរលកទំនាញម្តងទៀតបានបញ្ជាក់ពីអត្ថិភាពនៃប្រហោងខ្មៅ ទោះបីជាយើងមិនសង្ស័យវាពីមុនក៏ដោយ ប៉ុន្តែឥឡូវនេះ យើងមានភស្តុតាងដោយផ្ទាល់ច្រើន ឬតិចនៅទីនេះ។

ទម្រង់នៃឥទ្ធិពល ការផ្លាស់ប្តូររលកទំនាញជាមួយនឹងថាមពល អាចផ្តល់ឱ្យយើងនូវព័ត៌មានដ៏មានប្រយោជន៍ ប៉ុន្តែយើងត្រូវរង់ចាំប្រាំទៅដប់ឆ្នាំទៀតរហូតដល់យើងមានទិន្នន័យគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីកែលម្អទ្រឹស្តីទំនាញផែនដី។

របៀបដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានសិក្សាអំពីបញ្ហាងងឹត

ប្រវត្តិសាស្រ្តនៃសារធាតុងងឹតបានចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 1933 នៅពេលដែលតារាវិទូ Fritz Zwicky បានសិក្សាការចែកចាយល្បឿននៃកាឡាក់ស៊ីនៅក្នុងចង្កោមដែលស្ថិតនៅក្នុងក្រុមតារានិករ Coma Berenices ។ គាត់បានរកឃើញថាកាឡាក់ស៊ីនៅក្នុងចង្កោមផ្លាស់ទីលឿនពេក ហើយប្រសិនបើមានតែរូបធាតុដែលមើលឃើញប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានយកមកពិចារណា នោះចង្កោមមិនអាចមានលំនឹងទេ - កាឡាក់ស៊ីនឹងគ្រាន់តែខ្ចាត់ខ្ចាយក្នុងទិសដៅផ្សេងៗគ្នា។

នៅក្នុងអត្ថបទមួយដែលបានបោះពុម្ពនៅថ្ងៃទី 16 ខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ 1933 លោក Zwicky បានផ្តល់យោបល់ថាពួកវាត្រូវបានប្រមូលផ្តុំគ្នាដោយសារធាតុទំនាញដែលមើលមិនឃើញគឺ Dunkle Materie ។

បន្តិចក្រោយមក ភាពខុសគ្នារវាងម៉ាស់កាឡាក់ស៊ីដែលអាចមើលឃើញ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃចលនារបស់វាត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយតារាវិទូផ្សេងទៀត។

នៅឆ្នាំ 1958 តារារូបវិទ្យាសូវៀតលោក Viktor Ambartsumyan បានស្នើដំណោះស្រាយផ្ទាល់ខ្លួនរបស់គាត់ចំពោះភាពផ្ទុយគ្នារបស់ Zwicky ។ តាមគំនិតរបស់គាត់ ចង្កោមនៃកាឡាក់ស៊ីមិនមានសារធាតុដែលមើលមិនឃើញ ដែលនឹងទប់ពួកវាតាមទំនាញផែនដី។ យើងគ្រាន់តែសង្កេតមើលចង្កោមនៅក្នុងដំណើរការនៃការពុកផុយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នកតារាវិទូភាគច្រើនមិនបានទទួលយកការពន្យល់នេះទេ ព្រោះក្នុងករណីនេះ អាយុកាលរបស់ចង្កោមនឹងមិនលើសពីមួយពាន់លានឆ្នាំ ហើយដោយសារអាយុកាលរបស់ចក្រវាឡមានរយៈពេលដប់ដង នោះវានឹងមិនមានចង្កោមណាមួយនៅសល់ត្រឹមថ្ងៃនេះទេ។

គំនិតដែលទទួលយកជាទូទៅអំពីរូបធាតុងងឹតនិយាយថាវាមាន WIMPs (WIMPs) ភាគល្អិតដ៏ធំដែលស្ទើរតែមិនធ្វើអន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិតនៃរូបធាតុធម្មតា។ តើអាចនិយាយអ្វីខ្លះអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ពួកគេ?

ពួកវាមានម៉ាសធំល្មម - ហើយនោះជាអ្វីៗស្ទើរតែទាំងអស់ យើងមិនអាចសូម្បីតែដាក់ឈ្មោះម៉ាស់ពិតប្រាកដ។ ពួកវាធ្វើដំណើរក្នុងចម្ងាយឆ្ងាយដោយមិនមានការប៉ះទង្គិចគ្នា ប៉ុន្តែដង់ស៊ីតេនៅក្នុងពួកវាមិនរលួយសូម្បីតែនៅលើមាត្រដ្ឋានតូចក៏ដោយ - ហើយនេះគឺជាវត្ថុតែមួយគត់ដែលយើងត្រូវការសម្រាប់ម៉ូដែលសព្វថ្ងៃនេះ។

CMB ផ្តល់ឱ្យយើងនូវលក្ខណៈនៃរូបធាតុងងឹតនៅលើមាត្រដ្ឋានធំ នៅលើមាត្រដ្ឋាននៃចង្កោមកាឡាក់ស៊ី។ ប៉ុន្តែដើម្បី "ចុះមក" ដល់មាត្រដ្ឋាននៃកាឡាក់ស៊ីតូចៗ យើងត្រូវបង្ខំឱ្យប្រើគំរូទ្រឹស្តី។

អត្ថិភាពនៃកាឡាក់ស៊ីតូចៗបង្ហាញថា សូម្បីតែនៅលើមាត្រដ្ឋានតូចក៏ដោយ ក៏មានភាពមិនដូចគ្នាដែលកើតឡើងភ្លាមៗបន្ទាប់ពីក្រុម Big Bang ។ ភាពមិនដូចគ្នានេះ អាចរលត់ រលោងចេញ ប៉ុន្តែយើងដឹងច្បាស់ថា ពួកវាមិនរលាយបាត់នៅលើមាត្រដ្ឋាននៃកាឡាក់ស៊ីតូចៗទេ។ នេះបង្ហាញថាភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹតទាំងនេះត្រូវតែមានលក្ខណៈសម្បត្តិដែលការរំខានទាំងនេះនៅតែបន្តកើតមាន។

តើត្រឹមត្រូវទេដែលនិយាយថាផ្កាយអាចបង្កើតបានតែដោយសារសារធាតុងងឹត?

មិនប្រាកដទេ។ បើគ្មានរូបធាតុងងឹត កាឡាក់ស៊ីមិនអាចបង្កើតបាន ហើយផ្កាយមិនអាចបង្កើតកាឡាក់ស៊ីខាងក្រៅបានទេ។ មិនដូចសារធាតុងងឹតទេ បារីយ៉ុងតែងតែក្តៅ ពួកវាមានអន្តរកម្មជាមួយវិទ្យុសកម្មផ្ទៃខាងក្រោយ។ ដូច្នេះហើយ ពួកគេមិនអាចប្រមូលផ្តុំគ្នាជាផ្កាយដោយខ្លួនឯងបានទេ ទំនាញនៃដុំតារានិករ មិនអាចយកឈ្នះសម្ពាធរបស់វាបានទេ។

ភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹតធ្វើសកម្មភាពដូចជាស៊ីម៉ងត៍មើលមិនឃើញ ដែលទាញបារីយ៉ុងចូលទៅក្នុងកាឡាក់ស៊ី ហើយបន្ទាប់មកដំណើរការនៃការបង្កើតផ្កាយចាប់ផ្តើមនៅក្នុងពួកវា។ មានសារធាតុងងឹតប្រាំមួយដងច្រើនជាងបារីយ៉ុង វា "នាំ" ហើយបារីយ៉ុងធ្វើតាមតែវាប៉ុណ្ណោះ។

ឧបករណ៍ចាប់ភាគល្អិតធាតុងងឹត Xenon XENON1T

ការសហការ Xenon100

តើមានវត្ថុងងឹតច្រើននៅជុំវិញខ្លួនយើងទេ?

វាមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង សំណួរតែមួយគត់គឺថាតើវាប៉ុន្មាន។ វាត្រូវបានគេជឿថានៅក្នុង Galaxy របស់យើងម៉ាស់នៃសារធាតុងងឹតគឺតិចជាង 10 ភាគរយ។

ប៉ុន្តែនៅជុំវិញ Galaxy មានបញ្ហាងងឹតជាងមុន យើងអាចឃើញសញ្ញានៃវត្តមានជុំវិញទាំងប្រព័ន្ធផ្កាយរបស់យើង និងប្រព័ន្ធផ្កាយផ្សេងទៀត។ ជាការពិតណាស់យើងឃើញវាអរគុណចំពោះបារីយ៉ុងយើងសង្កេតមើលពួកគេហើយយើងយល់ថាពួកគេ "កាន់" នៅទីនោះតែប៉ុណ្ណោះដោយសារតែវត្តមានរបស់សារធាតុងងឹត។

របៀបដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងស្វែងរកសារធាតុងងឹត

ចាប់តាំងពីចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 មក អ្នករូបវិទ្យាបាននឹងកំពុងធ្វើការពិសោធន៍នៅក្នុងកន្លែងជ្រៅក្រោមដី ក្នុងការប៉ុនប៉ងចាប់យកការប៉ះទង្គិចគ្នានៃភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹត។ ក្នុងរយៈពេល 15 ឆ្នាំកន្លងមកនេះ ភាពរសើបរួមនៃការពិសោធន៍ទាំងនេះបានកើនឡើងជាលំដាប់ ដោយជាមធ្យមកើនឡើងទ្វេដងជារៀងរាល់ឆ្នាំ។ ការសហការគ្នាដ៏សំខាន់ពីរគឺ XENON និង PandaX-II ថ្មីៗនេះបានដាក់ឱ្យដំណើរការឧបករណ៍រាវរកដែលមានលក្ខណៈរសើបជាងមុន។

ពួកគេដំបូងគេបានផលិតឧបករណ៍ចាប់សារធាតុងងឹតដ៏ធំបំផុតរបស់ពិភពលោក XENON1T ។ វាប្រើគោលដៅ xenon រាវ 2,000 គីឡូក្រាម ដាក់ក្នុងធុងទឹកកម្ពស់ 10 ម៉ែត្រ។ ទាំងអស់នេះគឺក្រោមដីនៅជម្រៅ 1.4 គីឡូម៉ែត្រនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Gran Sasso (ប្រទេសអ៊ីតាលី) ។ ការដំឡើង PandaX-II ត្រូវបានកប់ក្នុងជម្រៅ 2.4 គីឡូម៉ែត្រក្នុងខេត្ត Sichuan ប្រទេសចិន និងមានផ្ទុកសារធាតុ xenon រាវ 584 គីឡូក្រាម។

ការពិសោធន៍ទាំងពីរប្រើ xenon ព្រោះវាអសកម្មខ្លាំង ដែលជួយរក្សាកម្រិតសំលេងរំខាន។ លើសពីនេះទៀត ស្នូលនៃអាតូម xenon មានទម្ងន់ធ្ងន់ (មានជាមធ្យម 131 nucleon ក្នុងមួយ nucleus) ដែលផ្តល់គោលដៅ "ធំ" សម្រាប់ភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹត។ ប្រសិនបើភាគល្អិតមួយក្នុងចំណោមភាគល្អិតទាំងនេះប៉ះគ្នាជាមួយស្នូលនៃអាតូម xenon នោះវានឹងបណ្តាលឱ្យមានពន្លឺខ្សោយ ប៉ុន្តែអាចយល់បាន (ពន្លឺភ្លើង) និងការបង្កើតបន្ទុកអគ្គិសនី។ ការសង្កេតសូម្បីតែមួយចំនួនតូចនៃព្រឹត្តិការណ៍បែបនេះអាចផ្តល់ឱ្យយើងនូវទិន្នន័យសំខាន់ៗអំពីធម្មជាតិនៃសារធាតុងងឹត។

រហូតមកដល់ពេលនេះ ទាំងការពិសោធន៍ទាំងនេះ ឬផ្សេងទៀតមិនអាចរកឃើញភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹតនោះទេ ប៉ុន្តែភាពស្ងៀមស្ងាត់នេះអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់កម្រិតខាងលើលើប្រូបាប៊ីលីតេនៃការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹត និងភាគល្អិតធម្មតា។

តើភាគល្អិតរូបធាតុងងឹតអាចបង្កើតជាចង្កោមដូចជាភាគល្អិតរូបធាតុធម្មតាដែរឬទេ?

ពួកគេអាចធ្វើបានប៉ុន្តែសំណួរទាំងមូលគឺថាតើដង់ស៊ីតេអ្វី។ តាមទស្សនៈនៃរូបវិទ្យា កាឡាក់ស៊ីគឺជាវត្ថុក្រាស់ ដង់ស៊ីតេរបស់វាស្ថិតនៅលើលំដាប់នៃប្រូតុងក្នុងមួយសង់ទីម៉ែត្រគូប ហើយផ្កាយគឺជាវត្ថុក្រាស់ដែលមានដង់ស៊ីតេនៃលំដាប់ក្រាមក្នុងមួយសង់ទីម៉ែត្រគូប។ ប៉ុន្តែមាន 24 លំដាប់នៃភាពខុសគ្នារវាងពួកវា។ តាមក្បួនមួយពពកសារធាតុងងឹតមានដង់ស៊ីតេ "កាឡាក់ស៊ី" ។

តើមានឱកាសសម្រាប់មនុស្សជាច្រើនក្នុងការស្វែងរកភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹតទេ?

ពួកគេកំពុងព្យាយាមចាប់យកអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតនីមួយៗនៃរូបធាតុងងឹតជាមួយអាតូមនៃរូបធាតុធម្មតា ដូចដែលពួកវាធ្វើជាមួយនឺត្រុង។ ប៉ុន្តែវាពិបាកណាស់ក្នុងការចាប់ពួកវា ហើយវាមិនមែនជាការពិតដែលសូម្បីតែអាចធ្វើទៅបានក៏ដោយ។

តេឡេស្កុប CAST (CERN Axion Solar Telescope) នៅ CERN កំពុងស្វែងរកភាគល្អិតសម្មតិកម្ម - អ័ក្ស ដែលសារធាតុងងឹតអាចមាន។

ប្រហែលជាវត្ថុងងឹតជាទូទៅមានភាគល្អិត "កញ្ចក់" ដែលតាមគោលការណ៍អាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញតែដោយទំនាញរបស់វា។ សម្មតិកម្មនៃសកលលោក "កញ្ចក់" ទីពីរត្រូវបានស្នើឡើងពាក់កណ្តាលសតវត្សមុន វាគឺជាប្រភេទនៃការពិតទ្វេដង។

យើងមានការសង្កេតពិតប្រាកដតែពីលោហធាតុវិទ្យាប៉ុណ្ណោះ។

សម្ភាសដោយ Sergey Kuznetsov

ការគណនាដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្ហាញថាចក្រវាឡមាន 95% ជាសារធាតុដែលមនុស្សមិនទាន់បានរុករក: 70% ជាថាមពលងងឹត និង 25% ជាសារធាតុងងឹត។ វាត្រូវបានសន្មត់ថាទីមួយគឺជាប្រភេទនៃវាលដែលមានថាមពលមិនសូន្យប៉ុន្តែទីពីរមានភាគល្អិតដែលអាចត្រូវបានរកឃើញនិងសិក្សា។

ប៉ុន្តែវាមិនមែនសម្រាប់គ្មានអ្វីសោះដែលសារធាតុនេះត្រូវបានគេហៅថាម៉ាស់លាក់ - ការស្វែងរករបស់វាមានរយៈពេលសន្ធឹកសន្ធាប់ ហើយត្រូវបានអមដោយការពិភាក្សាដ៏ក្តៅគគុកក្នុងចំណោមអ្នករូបវិទ្យា។ ដើម្បីនាំយកការស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេទៅកាន់សាធារណជន CERN ថែមទាំងបានផ្តួចផ្តើមគំនិត Dark Matter Day ដែលត្រូវបានប្រារព្ធជាលើកដំបូងនៅថ្ងៃនេះ ថ្ងៃទី 31 ខែតុលា។

រូបភាពនៃចង្កោមនៃកាឡាក់ស៊ី។ បន្ទាត់បង្ហាញពី "គ្រោង" នៃសារធាតុងងឹត

ទោះបីជាភ័ស្តុតាងសម្រាប់អត្ថិភាពនៃសារធាតុងងឹតមានភាពជឿជាក់ក៏ដោយ រហូតមកដល់ពេលនេះគ្មាននរណាម្នាក់បានរកឃើញ និងសិក្សាពីភាគល្អិតដែលបង្កើតវាឡើងនោះទេ។ អ្នករូបវិទ្យាផ្ដល់យោបល់ថា ការសម្ងាត់បែបនេះគឺដោយសារហេតុផលពីរ។ ទីមួយគឺថាភាគល្អិតទាំងនេះមានម៉ាស់ខ្ពស់ពេក (ទាក់ទងទៅនឹងថាមពលតាមរយៈរូបមន្ត E = mc²) ដូច្នេះសមត្ថភាពរបស់ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនទំនើបគឺមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បី "បង្កើត" ភាគល្អិតបែបនេះទេ។ មូលហេតុទីពីរគឺប្រូបាប៊ីលីតេទាបបំផុតនៃការលេចឡើងនៃសារធាតុងងឹត។ ប្រហែលជាយើងមិនអាចរកឃើញវាច្បាស់លាស់ទេ ព្រោះវាធ្វើអន្តរកម្មខ្សោយខ្លាំងជាមួយរាងកាយមនុស្ស និងភាគល្អិតដែលគេស្គាល់យើង។ ទោះបីជារូបធាតុងងឹតមាននៅគ្រប់ទីកន្លែង (យោងទៅតាមការគណនា) ហើយភាគល្អិតរបស់វាកំពុងប្រញាប់ប្រញាល់ឆ្លងកាត់យើងរាល់វិនាទី យើងគ្រាន់តែមិនមានអារម្មណ៍ថាវាទេ។

ឧបករណ៍ចាប់សារធាតុងងឹត

“វាមិនទាន់អាចនិយាយបានច្បាស់ថាទិន្នន័យដែលប្រមូលបាននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ Gran Sasso សំដៅទៅលើអ្វីនោះទេ។ ក្នុងករណីណាក៏ដោយ ក្រុមមកពីប្រទេសអ៊ីតាលីបានផ្តល់លទ្ធផលវិជ្ជមាន ហើយមិនមែនជាការបដិសេធចំពោះអ្វីមួយដែលជាអារម្មណ៍រួចទៅហើយ។ ឥឡូវនេះ សញ្ញាត្រូវបានរកឃើញ ចាំបាច់ត្រូវពន្យល់ ហើយនេះគឺជាការលើកទឹកចិត្តដ៏អស្ចារ្យមួយក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ទ្រឹស្ដីជាច្រើន រួមទាំងអ្នកដែលឧទ្ទិសដល់ការបង្កើតគំរូនៃរូបធាតុងងឹត។ ប៉ុន្តែទោះបីជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រព្យាយាមពន្យល់ពីមូលហេតុដែលទិន្នន័យដែលទទួលបានដោយមិនទាក់ទងនឹង លោក Konstantin Belotsky ដែលជាអ្នកស្រាវជ្រាវឈានមុខគេ បាននិយាយថា រូបធាតុងងឹត វានៅតែជាជំហានថ្មីមួយ ក្នុងការយល់ដឹងអំពីធម្មជាតិ។ នៅនាយកដ្ឋានរូបវិទ្យាភាគល្អិតបឋម សាកលវិទ្យាល័យស្រាវជ្រាវជាតិនុយក្លេអ៊ែរ MEPhI ។