به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینسدیلی، گروهی از دانشمندان دانشگاه پنسیلوانیا به همراه پژوهشگران دانشگاه ایالتی آریزونا در حال بررسی امکان وجود ذرهای کمیاب هستند که در صورت مشاهده، میتواند نظریه ریسمان را به چالش بکشد، این ذره فرضی در قالب ساختاری پنجتایی از ذرات ظاهر میشود؛ ساختاری که از نظر نظریه ریسمان مجاز نیست.
پژوهشگران برای یافتن نشانههای این ذره در حال تحلیل دادههای ثبتشده از برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) هستند. آنها با استفاده از آشکارسازهایی نظیر ATLAS و CMS به دنبال ردپایی هستند که ناگهان ناپدید میشود؛ نوعی نشانه موسوم به «ردپای ناپدیدشونده» که میتواند بیانگر وجود ذرهای بسیار سنگین و ناپایدار باشد.
نظریه ریسمان، که با هدف تلفیق گرانش با مکانیک کوانتومی و ارائه چارچوبی جامع برای توصیف نیروهای بنیادی مطرح شده، به ابعادی فراتر از چهار بعد شناختهشده (طول، عرض، ارتفاع و زمان) نیاز دارد. با این حال، تا کنون شواهد تجربی مستقیمی برای تأیید این نظریه بهدست نیامده است. جاناتان هکمن، فیزیکدان نظری دانشگاه پنسیلوانیا، با اشاره به این موضوع اعلام کرده که با وجود انسجام ریاضی قابل توجه نظریه ریسمان، هنوز فاقد پیشبینیهای دقیق و قابل آزمایش است.
در پژوهش تازهای که با همکاری هکمن، ربکا هیکس دانشجوی دکتری فیزیک و دیگر همکاران آنها انجام شده، تمرکز تحقیق از پرسش درباره پیشبینیهای نظریه ریسمان به بررسی ساختارهایی معطوف شده که این نظریه قادر به توضیح آنها نیست. نتیجه این رویکرد به شناسایی ساختاری با عنوان «۵-پ لت» (خمسهتایی) منتهی شده است؛ ساختاری متشکل از پنج ذره بههمپیوسته که طبق نظریه ریسمان، تولید آن ممکن نیست.
ربکا هیکس در توضیح این ساختار اعلام کرده که ۵-پ لت نسخهای توسعهیافته از زوجذراتی همچون الکترون و نوترینو است. به گفته او، یکی از اجزای این ساختار ذرهای موسوم به «فرمیون ماژورانا» است که ویژگی خاص آن، یکسان بودن ذره و پادذره است؛ خصیصهای که در فیزیک ذرات بنیادی منحصربهفرد محسوب میشود.
برای بررسی وجود این ذره، پژوهشگران به بازبینی دادههای پیشین برخورددهنده LHC روی آوردهاند. آنها از دادههایی استفاده کردهاند که پیشتر با هدف جستوجوی ذراتی همچون شارژینو گردآوری شده بود. هیکس میگوید اگرچه تاکنون هیچ نشانهای از وجود ۵-پ لت مشاهده نشده، اما همین نتیجه نیز حائز اهمیت است. براساس تحلیلهای آنها، در صورت وجود چنین ذرهای، جرم آن باید دستکم بین ۶۵۰ تا ۷۰۰ گیگاالکترونولت باشد؛ رقمی که آن را پنج برابر سنگینتر از بوزون هیگز میسازد.
هکمن معتقد است در صورت کشف این ذره در دادههای آینده، نهتنها اعتبار نظریه ریسمان با تردید جدی روبهرو خواهد شد، بلکه ممکن است یکی از اعضای این ساختار جدید، گزینه مناسبی برای تبیین ماهیت ماده تاریک باشد؛ مادهای که حدود ۸۵ درصد جرم کل کیهان را تشکیل میدهد، اما همچنان ناشناخته مانده است. به گفته هیکس، ذره خنثی موجود در این ساختار میتواند ویژگیهایی داشته باشد که با مدلهای رایج ماده تاریک سازگار است.
با این حال، پژوهشگران تأکید کردهاند که هدف آنها رد یا تخریب نظریه ریسمان نیست، بلکه تلاش دارند آن را با سنجشهای دقیق تجربی بیازمایند. آنها بر این باورند که اگر نظریه از این آزمونها سربلند بیرون آید، اعتبار بیشتری کسب خواهد کرد و در غیر این صورت، درک ما از ساختار بنیادین طبیعت دستخوش تحول خواهد شد.
نظر شما