کشف ارتباط بین وسعت جهان و کوچکترین ذرات کیهان

کشف ارتباط بین وسعت جهان و کوچکترین ذرات کیهان


به نقل از بیگ بنگ:
​

کوچکترین ذرات کیهان و توزیع ماده در جهان وسیع دو طرف مخالف یک طیف مقیاسی را اشغال می کنند، اما نامربوط به هم نیستند. در یک مطالعۀ جدید که در مجلۀ Physical Review Letters منتشر می شود، اخترفیزیکدانان استدلال می کنند که ماهیت کوچکترین ذرات با وسعت جهان ارتباط دارد.



محققان ارتباطاتی را بین توزیع ماده در جهان وسیع و کوچکترین ذرات کیهان کشف کردند که می تواند از حالات جدیدی از فیزیک پرده بردارد.

به گزارش بیگ بنگ، در حقیقت، محققان می گویند که کیهان شبیه یک شتاب دهندۀ ذرات است. مطالعه توزیع وسیع ماده کیهانی می تواند بینش های جدیدی را دربارۀ ماهیت ذرات مکانیکی طیفی ارائه دهد. یی وانگ، استاد دانشگاه علم و فناوری هنگ کنگ گفت: «مشاهدات مداوم تابش پس زمینۀ مایکروویو کیهانی و ساختارهای بزرگ مقیاس به دقتِ زیادی دست پیدا کرده اند که می توان اطلاعات ارزشمندی را دربارۀ اختلالات چگالی اولیه از آن استخراج کرد.»

مدل استاندارد فیزیک رفتار تمام ذرات شناخته شده را توصیف می کند، اما محققان معتقدند که ساختارهای بزرگ مقیاس جهان می توانند حالات رفتار ذرات را فراتر از مدل استاندارد نشان دهند. ستاره شناسان در ابتدا تصمیم گرفتند تابش پس زمینه مایکروویو اولیه را درون پارامترهای مدل استاندارد درج کنند. محققان از الگوریتم های اخترفیزیکی پیشرفته ای برای اندازه گیری توزیع طیف مدل استاندارد در حین تورم کیهانی استفاده کردند. این تحقیق نشان داد که امضای (اثر) طیف مدل استاندارد بسیار متغیر است.

ژونگ-ژی ژیانیو، اخترفیزیکدان در دانشگاه هاروارد گفت: «درست همانطور که طیف ِ نور در زمان ِ استفاده از میدان مغناطیسی قوی در لامپ تغییر می کند، طیف ِ ذرات مدل استاندارد نیز در زمان ِ تورم خیلی متفاوت با الان بودند که علت آن پس زمینۀ تورمی است.» محققان روش هایی که مدل های تورم کیهانی امضاهای متفاوتی برای طیف ِ مدل استاندارد ارائه می دهند، را اندازه گیری کردند. ژینگانگ چن، دانشمند در مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان گفت: «از طریق تورم، طیف ِ ذرات ابتدایی در آمار توزیع محتوای جهان رمزگذاری می شود، مثل کهکشان ها و تابش پس زمینۀ مایکروویو کیهانی که امروزه مشاهده می کنیم. این امر در واقع یک ارتباط را بین کوچکترین و بزرگترین ذرات نشان می دهد.»

محققان فقط یک فعل و انفعال کوچک را بین نیروهای تورم کیهانی و کوچکترین ذرات مدل استاندارد شناسایی کردند، اما تحلیل بیشتر می تواند ناهنجاری هایی را کشف کند که به یک حالت جدید فیزیک نیاز دارند. وانگ افزود: «اگر بعضی از ذرات بتوانند فعل و انفعالات قوی ترین بین این دو بخش را تعدیل کنند، انتظار داریم یک سیگنال قوی تر از فیزیک نوین را مشاهده کنیم. برخورد دهندۀ کیهانی یک عرصۀ ایده آل برای فیزیک نوین در ماورای مدل استاندارد است.»

ترجمه: سحر الله وردی