الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل

من طرف **Admin** الأحد مارس 17, 2013 8:02 pm

الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل

يعتقد عدد من الفلكيين ان المادة المظلمة ربما كانت تتكون من جسيمات ثقيلة نشأت وقت الانفجار الأعظم عند خلق الكون , أطلق عليها الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل او اختصارا WIMPS وهذه الجسيمات كانت قد تنبأت بها نظرية التماثل الفائق Super symmetry التي تقول بأن قوي الكون الاربعة كانت موحدة في اللحظات الاولي من خلق الكون وتبعا لهذه النظرية فان الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل مستقرة ولا تزال موجودة حتي وقتنا هذا في شكل بقايا للانفجار الأعظم ولكن يصعب جدا اكتشاف هذه الجسيمات لضعف تفاعلاتها المتبادلة مع المادة العادية ومن ثم ربما تكون هي التي تشكل المادة المظلمة في الكون .

ولكن كيف يمكن يمكن الكشف عن هذه الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل ؟

اوضح الفيزيائيون انه يمكن تزويد المختبرات المقامة بمختلف أجهزة الكشف البالغة الدقة للتعرف علي هذه الجسيمات وجدوا انه اذا تم تبريد بلورة من مادة السيلكون النقي الي درجة حرارة منخفضة جدا تقترب من الصفر المطلق فإن اصطدام جسيم واحد من الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل بنواة ذرة السيلكون قد ترفع درجة حرارتها الي قيمة يمكن قياسها .. وما زال الفيزيائيون يقومون ببناء اجهزة كشف عن الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل للتحقق من مدي صحة انها تكون المادة الغامضة في الكون ..

ولكن لم يتمكن احد حتي الآن من اكتشاف المادة المظلمة من خلال التجارب المعروفه حاليا , ولعل ذلك لا يثير دهشتنا فالحسابات النظرية تبين لنا ان تفاعلات المادة العادية مع الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل ربما تطلق قدرا ضئيلا من الطاقة ولذلك ولدفع قضية البحث عن المادة المظلمة الي الامام فانه يتعين علي الفيزيائيين تصميم جيل جديد من الكاشفات التي يمكنها العمل بأقل قدر من الطاقة لكل عملية كشف واحدة وهذا امر بالغ الصعوبة .

الحمض النووي DNA والمادة المظلمة Dark matter

توصل بعض العلماء الي حل مبتكر لهذه المشكلة ويستفيد هذا الحل من خصائص جزيئات الحياه DNA ان كمية الطاقة اللازمه لتحطيم سلسلة واحده من DNA تبلغ نحو 10 اليكترون فولت .. وهي تقل بنسبة عشر مرات علي الاقل عن الحد الأدني للطاقة التي استخدمت في الكاشفات عن الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل .

وباستخدام تقنيات البيولوجيا الجزيئية فان جزئ البيوتين Biotin وهو عضو متبلر عديم اللون من فيتامين ب المركب يلتصق بأحد طرفي سلسلة DNA ذات العشرين قاعدة اما الطرف الآخر فيلتصق به جزئ فلوري .. وتوضع كمية كبيرة من هذه الجزئيات في محلول مائي وتعرض للجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل لمدة كافية ثم يمرر المحلول في مادة الستربتافيدين التي تتميز بقابلية شديدة للأتحاد بالبيوتين ومن ثم فان اطراف البيوتين لجميع السلاسل سوف تتحد بالستربتافيدين بدون تفاعل بعد ذلك يتعرض المحلول للاشعاع فوق البنفسجي وتقاس درجة تفلوره ( اي انبعاث ضوء منه ) بدقة بالغة .. هكذا يتم الحصول علي دليل كمي علي عدد السلاسل المحطمة اثناء عملية التعرض للجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل .

وهنا نتسائل : تري هل سوف تحل مشكلة المادة المظلمة باستخدام الحمض النووي والتقنيات التي تم تطويرها ؟؟

الحق أنه من الصعب القول بذلك والطريقة المشروحة هنا تتميز بالحساسية المطلوبة لوضع الطاقة بكميات صغيره الا ان هناك مشاكل يجب النظر اليها اولا والتغلب عليها قبل استخدامها للقياسات الكمية كما ان لهذه الطريقة عيبا هو ضرورة تدمير الكاشف بغية الحصول علي الاشارة الضوئية ثم نثل كل السلاسل DNA بالكاشف علي مادة الستربتافيدين من اجل اتمام عملية القياس .

ولكن تمثل هذه التقنية المبتكرة الفريدة تخليقا جديدا يجمع شمل كلا من الفيزياء والبيولوجيا الجزيئية وفي تركيز شديد علي موضوع جوهري وهام هو التركيب الاساسي للكون وربما يكون هذا الجمع بين العلمين نواة لعلم مستقبلي جديد .

المصدر : مجلة العلم