Big Bang

رمزگشایى ماده و پاد ماده در سرآغاز جهان هستى

تصور بر آن است که در زمان رخداد پدیده ى بیگ بنگ، کمیت های ماده و پاد ماده به نسبت یکسان و برابرى در جهان وجود داشته اند؛ زمین به شدت گرم و تمام کائنات در فضایى همانند هسته ى یک أتم جای گرفته بودند. پس از آن با وقوع پدیده ى بیگ بنگ فضا و زمان شکل گرفت. بشر از وجود پاد ذره و یا پاد ماده نا آگاه بود؛ با این وجود دانشمندى به نام پل آدرین موریس دراک، فیزیکدان و ریاضى دان بریتانیایى که برخى او را تنها رقیب هم عصر انشتین مى دانند، باور داشت که همه ى مواد در دو حالت وجود دارند. پس از او دانشمندانى هم چون کارل أندرسون و لوگسلر به ترتیب موفق به کشف پوزیترون (پاد الکترون)، پاد پروتون و در نهایت پاد نوترون شدند.

آزمایش Hyper-Kamiokande (یک رصد خانه ى نوترینویى در نزدیکى کامیوکاء ژاپن) در نظر دارد به توضیح اینکه چرا در جهان ما همه چیز وجود داردو اینکه چرا با وجود آنکه تصور بر آن است کمیت هاى ماده و ضد ماده در آغاز جهان هستى برابر بوده اند ولى جهان ما تماما از ماده تشکیل شده است و به نظر می رسد هیچ پاد ماده اى در آن وجود ندارد بپردازد. بدین منظور تصمیم دارد در سال ٢٠٢٠ با همکارى دانشگاه وارویک اقدام به طراحى یک سیستم کالیبریشن یا واسنجى کند.

انجام این آزمایش نیازمند یک تانکر آب حاوى ۲۶۰ هزار تن آب فوق خالص که در محدوده ى یک کیلومترى زیر زمین ساخته شده و نیز به جریان انداختن یک پرتو نوترینو که به فاصله ى ۳۰۰ کیلومتر دورتر از آن عبور کند، مى باشد. پروژه ى مذکور در سال ۲۰۲۰ شروع به احداث خواهد کرد. این طرح آماده است تا اطلاعات اولیه خود را تا حدود سال ۲۰۲۶ منتشر کند.

پاد ماده همانند ماده که از ذرات ساخته شده اند از پاد ذرات شکل مى گیرند. در پاد ذرات بر خلاف ذرات، هسته داراى بار منفى و مدار هاى أطراف از بار مثبت برخوردارند. به لطف این ازمایش بین المللى که توسط محققان دانشگاه وارویک صورت خواهد گرفت، از آنچه که بر پاد ماده در زمان آفرینش جهان روى داده است رمزگشایى مى شود و بشر را یک گام به درک این موضوع نزدیک تر خواهد کرد.

محققان گروه فیزیک ذرات بنیادى، از دانشکده فیزیک دانشگاه وارویک، بر روى سیستم کالیبراسیون آزمایش خواهند انجام داد. این امر به محققان این امکان را می دهد تا دقیقا اثر آب بر روى سیگنال هاى کوچک نور که از ذرات باردار در طول تانک منتشر مى شوند را دریابند. جمع آوری و تجزیه و تحلیل این سیگنال های نورى است که چگونگى تعامل نوترینو (یکی از فراوان ترین ذرات در جهان) در مخزن آب را تعیین می کند.

این پروژه، نوعى همکاری بین المللی بین محققان ۷۵ مؤسسه در ۱۵ کشور، با هدف روشن ساختن نقش نوترینو در فرایندهای پایه ى فیزیکی در اولین لحظات پس از شکل گیرى جهان مى باشد.  همچنین قادر به پاسخگویی به برخی از سوالات بزرگ و بی پاسخ در عرصه ى علوم امروز خواهد بود مانند سوالاتى از قبیل اینکه آیا پروتونها پایدار هستند؟ طبیعت و منشاء نوترینو ها که از فضاى بیرون به زمین اصابت مى کنند چیست؟

پروفسور گری بکرر، از گروه فیزیک دانشگاه وارویک و رهبر گروه فیزیک ذرات اتمى، می نویسد:

این اعلامیه گام مهم دیگرى است که امکان حمایت بین المللی در جهت انجام پروژه Hyper-K را فراهم می آورد. این موضوع ما را به تحقق یک آزمایش باور نکردنی که قادر به پاسخگویى بسیاری از سوالات در زمینه ى نقش نوتینو در فیزیک بنیادی مى باشد نزدیک مى کند.