يطور الباحثون مستشعرًا كميًا جديدًا لكشف المادة المظلمة
كشف فريق من العلماء عن مستشعر كمي جديد يمكن أن يحدث ثورة في البحث عن المادة المظلمة. الجهاز، الذي تم تفصيله في دراسة حديثة، يستخدم تكنولوجيا كمية متقدمة لكشف الجسيمات الغامضة بدقة غير مسبوقة. يعد هذا الاختراق بتعزيز فهمنا للمكونات المخفية في الكون.
في دراسة نُشرت في 30 سبتمبر 2025، أعلن باحثون من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، عن تطوير مستشعر كمي مصمم خصيصًا لكشف جسيمات المادة المظلمة. المادة المظلمة، التي يُقدر أنها تشكل حوالي 85% من كتلة الكون، قد تجنبت الكشف المباشر رغم العديد من التجارب.
يستخدم المستشعر مراكز الفراغ النيتروجيني في الماس لقياس التغييرات الدقيقة في المجالات المغناطيسية الناتجة ربما عن جسيمات ضخمة تتفاعل بضعف (WIMPs)، وهي مرشح رئيسي للمادة المظلمة. شرحت الباحثة الرئيسية الدكتورة إلينا روسي: 'يسمح هذا النهج الكمي لنا باستكشاف إشارات قد تفوتها الكاشفات التقليدية، مما يوفر زيادة في الحساسية تصل إلى 100 مرة.' تبني التكنولوجيا على مبادئ الاستشعار الكمي التي تم استكشافها لأول مرة في أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، مع اختبار نماذج أولية في ظروف المختبر من 2023 إلى 2025.
شملت تجارب الفريق تبريد المستشعر إلى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق وتعريضه لتفاعلات محاكاة للمادة المظلمة. أظهرت النتائج أن الجهاز يمكنه تمييز إشارات المادة المظلمة المحتملة من الضوضاء الخلفية بدقة عالية. 'لقد عبرنا عتبة حرجة في الحساسية'، أضافت روسي، مشددة على إمكانية دمج المستشعر في كاشفات تحت الأرض أكبر مثل تلك في منشأة سانفورد للبحوث تحت الأرض.
يأتي هذا التطور وسط التحديات المستمرة في فيزياء الجسيمات، حيث أعطت عمليات البحث السابقة، مثل تلك في تجربة LUX-ZEPLIN، نتائج سلبية. يعالج المستشعر الجديد بعض القيود من خلال العمل عند درجة حرارة الغرفة لبعض المكونات، مما يقلل التكاليف التشغيلية. تشمل الآثار ليس فقط صيد المادة المظلمة، بل أيضًا تطبيقات في التصوير الطبي وأنظمة الملاحة.
بينما يمثل الدراسة تقدمًا، يحذر الباحثون من الحاجة إلى النشر في الميدان والتحقق في العالم الحقيقي. نُشرت النتائج في مجلة Nature، وتم مراجعتها من قبل خبراء في الفيزياء الكمية وعلم الفلك الفيزيائي.