با فناوری ماده تاریک چه پیشرفت هایی می توانیم داشته باشیم؟

به نظر می‌رسد که بیش از 80 در صد عالم را ماده‌ای غیر از ماده معمولی که می‌شناسیم تشکیل داده است. این ماده نادیدنی که نه نور را جذب می کند و نه آن را بازتاب می‌دهد، به نام ماده تاریک نام گذاری شده است. تحقیق در مورد ماده تاریک، نه تنها درک ما از جهان را افزایش می‌دهد، بلکه می‌تواند باعث پیشرفت‌های غیرمنتظره‌ای در کاربردهای عملی فناوری ماده تاریک شود.

دانشمندان در تاسیسات تحقیقاتی زیرزمینی در زیر تپه‌های سیاه داکوتای جنوبی از دستگاهی به نام آشکارساز لوکس یا آشکار ساز بزرگ زیرزمینی زنون  (Large Underground Xenon) برای شکار ذرات ماده تاریک استفاده می‌کنند. مواد اسرارآمیزی که به نظر می‌رسد بیشتر ماده موجود در عالم را تشکیل می‌دهد. درون این دستگاه عظیم یک سوم تُن، زنون مایع درون یک مخزن تیتانیوم قرار دارد و مجموعه‌ای از آشکارسازهای حساس به نور برای یک جرقه بسیار کوچک نور حاصل از لحظه برخورد یک ذره ماده تاریک با اتم زنون، به امید گرفتن یک سیگنال ضعیف، انتظار می‌کشند.

لوکس زیر یک لایه سنگی به ضخامت یک مایل قرار دارد تا از اشعه‌های کیهانی و تابش‌های دیگر که ممکن است با سیگنال تداخل داشته باشند، جلوگیری کند.

آشکارساز لوکس تاکنون هیچ سیگنالی از ماده تاریک را آشکار نکرده است. اما محققان امیدوارند با تکنیک‌های جدید که حساسیت آشکارساز را بهبود می‌بخشد، به زودی و در نهایت، ماده تاریک را کشف کنند.

دلیل وجود ماده تاریک

کشف ماده تاریک، نقطه اوج تلاش دانشمندان برای تحقیق در مورد ماده تاریک خواهد بود. تلاشی که از سال 1930 با کار ستاره شناس سوئیسی به نام فریتز زویکی آغاز شد. زویکی با تعیین سرعت چرخش کهکشان‌های درون یک خوشه، نشان داد که جرم آن‌ها خیلی بزرگتر از جرمی است که از نور قابل مشاهده از آن‌ها بدست می‌آید. و این به معنی آن است که بیشتر ماده تشکیل دهنده کهکشان‌ها باید تاریک باشد!

از آن زمان تاکنون، دانشمندان به دنبال ماده تاریک بوده‌اند و تلاش می‌کنند تا بفهمند که ماده تاریک چیست و از چه ذراتی تشکیل شده است. در سال‌های اخیر، محققان از ابزارها و تاسیسات مختلفی برای این کار استفاده کرده‌اند. از جمله برخورد دهنده بزرگ هادرونی (LHC) در اروپا تا رصدخانه اشعه ایکس چاندرا که بوسیله ناسا ساخته شده است.

فرض کنیم که محققان در نهایت ماهیت ماده تاریک را درک کنند. در این صورت سوالی دیگر مطرح می‌شود: آیا راهی برای استفاده انسان از آن وجود دارد؟ آیا این تحقیق فقط برای کمک به ما در درک جهان است یا فناوری‌ ماده تاریک وجود دارد که کاربردی هم باشد و بتوان با تسلط بر این ماده، آن را توسعه داد؟

فناوری ماده تاریک

ممکن است بتوان از فناوری ماده تاریک به عنوان منبع انرژی فضاپیماها در ماموریت‌های بسیار طولانی استفاده کرد. البته فکر او بر فرضی استوار است که هنوز تایید نشده است. یعنی باید فرض کرد که ماده تاریک از ذراتی بدون بار الکتریکی به نام نوترالینو ساخته شده است. این ذرات می‌توانند ضدذره خود باشند و وقتی در شرایط مناسب با هم برخورد کنند، همدیگر را نابود کرده و تمام جرمشان به انرژی تبدیل می‌شود.

اگر این مطلب درست باشد، یک پوند ماده تاریک می‌تواند تقریبا 5 میلیارد برابر یک دینامیت انرژی تولید کند. طبق مقاله لیو یعنی یک رآکتور ماده تاریک می‌تواند مقدار زیادی انرژی برای به حرکت در آوردن موشک یک سفینه در کیهان فراهم کند و یک هسته به اندازه کافی بزرگ می‌تواند سفینه فضایی را تا سرعتی نزدیک به سرعت نور شتاب دهد.

رسیدن به ستاره‌ها

بنابر مقاله دیگری، موتور ماده تاریک لیو با موشک‌های معمولی بسیار متفاوت است. این موتور، جعبه‌ای با یک درب است که در جهت حرکت موشک باز می‌شود تا ماده تاریک را به درون خود بکشد. هنگامی که ماده تاریک به جعبه وارد می‌شود، درب بسته و جعبه جمع می‌شود تا ماده تاریک فشرده و متراکم شود و میزان نابودی افزایش یابد. هنگامی که ذرات به انرژی تبدیل می‌شوند، درب دوباره باز می‌شود و انرژی، سفینه را به حرکت وا می‌دارد. این چرخه در سراسر سفر فضایی تکرار خواهد شد.

یکی از مزایای این فناوری ماده تاریک این است که سفینه فضایی نیازی به حمل زیاد سوخت ندارد، زیرا می‌تواند در نقاط مختلف عالم هم ماده تاریک جمع کند. هر چه موشک سریعتر حرکت کند، ماده تاریک را سریعتر به داخل می‌کشد و شتاب می‌گیرد.

با این احتساب، یک سفینه 100 تنی از لحاظ نظری می‌تواند در عرض چند روز به سرعت نور نزدیک شود. در نتیجه زمان لازم برای سفر به ستاره پروکسیما قنطرس (نزدیکترین ستاره به منظومه شمسی ما) از ده‌ها هزار سال تا حدود 5 سال کاهش خواهد یافت.

البته باید توجه داشت که ممکن است فناوری‌ها و اختراعاتی که در زمان ما غیرممکن به نظر می‌رسند، تا آن زمان امکان پذیر شوند.

منبع: howstuffworks