العلماء يختبرون نظرية الأوتار

بحث علماء الفيزياء الفلكية من خلال بيانات مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا عن علامات على جسيم لم يتم اكتشافه حتى الآن تنبأت به نظرية الأوتار ، وهي مجموعة من النماذج تهدف إلى ربط جميع القوى والجسيمات والتفاعلات المعروفة وقد نشرت النتائج في مجلة الفيزياء الفلكية.
ووفقا لجميعة الفلكية بجدة، حتى وقت قريب لم يكن هناك أي فكرة عن مقدار الأشعة السينية عندما يتعلق الأمر بنظرية الأوتار ، فإذا تم اكتشاف هذه الجسيمات في نهاية المطاف ، فستغير الفيزياء إلى الأبد.
الجسيم الذي يبحث عنه العلماء يسمى ( أكسيون )، ويجب أن يكون لهذا الجسيم الذي لم يتم اكتشافه كتلة منخفضة بشكل غير عادي. لا يعرف علماء الفيزياء النظرية نطاق الكتلة الدقيق له، لكن العديد من النظريات تقول بأن كتلة جسم ( أكسيون ) تتراوح من حوالي مليون جزء من كتلة الإلكترون إلى كتلة صفرية.
يعتقد بعض العلماء أن جسيمات ( أكسيون ) يمكن أن تفسر سر المادة المظلمة، التي تمثل الغالبية العظمى من المادة في الكون.
إحدى الخصائص غير المعتادة لهذا الجسيم منخفض الكتلة للغاية هي أنه قد يتحول أحيانًا إلى فوتونات (أي حزم من الضوء) أثناء مرورها عبر المجالات المغناطيسية، وقد يكون العكس صحيحًا أيضًا: يمكن أيضًا تحويل الفوتونات إلى أكسيونات تحت ظروف معينة ويعتمد عدد مرات حدوث هذا التحويل على مدى سهولة إجراء هذا التحويل ، وبعبارة أخرى على "قابلية التحويل".
افترض بعض العلماء وجود فئة أوسع من الجسيمات ذات الكتلة المنخفضة للغاية مع خصائص مشابهة لجسيمات الأكسيونات.
سيكون لجسيمات الأكسيونات قيمة واحدة قابلة للتحويل عند كل كتلة ، لكن "الجسيمات الشبيهة بالأكسيونات" سيكون لها نطاق للتحويل في نفس الكتلة.
قد يبدو الأمر كرحلة طويلة للبحث عن جزيئات صغيرة مثل جسيمات الأكسيونات في التراكيب العملاقة مثل عناقيد المجرات، إلا أنها في الواقع أماكن رائعة للبحث.
تحتوي العناقيد المجرية على حقول مغناطيسية تمتد لمسافات ضخمة ، وغالبًا ما تحتوي أيضًا على مصادر أشعة سينية براقة، تعمل هذه الخصائص معًا على تعزيز فرص إمكانية اكتشاف تحويل الجسيمات الشبيهة بالأكسيونات.
للبحث عن علامات التحويل بواسطة جسيمات تشبه الأكسيونات ، قام علماء الفيزياء الفلكية بفحص بيانات ارصاد أكثر من خمسة أيام من مرصد تشاندرا للأشعة السينية، للمواد التي تسقط نحو الثقب الأسود الفائق الكتلة في مركز NGC 1275 ، المجرة المركزية لعنقود برشيوس المجري.
لقد درس العلماء كمية انبعاث الأشعة السينية التي رصدت في طاقات مختلفة، من هذا المصدر، وأعطت المراقبة الطويلة ومصدر الأشعة السينية الساطع طيفًا بحساسية كافية لإظهار التشوهات التي توقعها العلماء في حالة وجود جسيمات تشبه الأكسيونات.
وعدم اكتشاف مثل هذه التشوهات دفع الباحثين إلى استبعاد وجود معظم أنواع الجسيمات الشبيهة بالأكسيونات في نطاق الكتلة التي كانت ارصادهم حساسة لها ، أقل من حوالي مليون جزء من مليار من كتلة الإلكترون.
الخلاصة هذا البحث لا يستبعد وجود هذه الجسيمات ، ولكنه لا يساعد في القضية مثار النقاش ، فهناك قيود في نطاق الخصائص التي تقترحها نظرية الأوتار قد تساعد منظري الأوتار على مراجعة نظرياتهم .
ولكن لم تظهر الأرصاد التي استمرت لأكثر من خمسة أيام أي دليل على جزيئات معينة تشبه الأكسيونات ، والتي يعتقد بعض المنظرين أنها يمكن أن تفسر المادة المظلمة، ويساعد عدم الكشف عنها في ارصاد تشاندرا على استبعاد بعض إصدارات نظرية الأوتار.