علماء يطورون مستشعر كمي لكشف المادة المظلمة
كشف باحثون في جامعة كامبريدج عن مستشعر كمي جديد مصمم لكشف جسيمات المادة المظلمة. الاختراق، الذي أُعلن في 2 أكتوبر 2025، قد يوفر رؤى جديدة حول الكتلة غير المرئية للكون. تم تفصيل التكنولوجيا في دراسة نُشرت في مجلة Nature.
المادة المظلمة، التي يقدر العلماء أنها تشكل حوالي 27% من محتوى الكتلة-الطاقة للكون، قد تجنبت الكشف المباشر لفترة طويلة رغم تأثيراتها الجاذبية على المادة المرئية. في 2 أكتوبر 2025، أبلغ فريق بقيادة الدكتورة إيلينا روسي في جامعة كامبريدج عن تقدم كبير في هذه البحث. يستخدم مستشعرهم الكمي الجديد ذرات باردة جداً مبردة إلى ما يقارب الصفر المطلق للكشف عن إشارات ضعيفة من تفاعلات محتملة مع المادة المظلمة.
ينبع التطوير من خمس سنوات من البحث الممول من قبل المجلس الأوروبي للبحث. يعمل المستشعر من خلال التلاعب بمكثفات بواز-أينشتاين —سحب من الذرات تتصرف ككيان كمي واحد— لتضخيم القوى الدقيقة التي قد تشير إلى مرور جسيمات المادة المظلمة. 'يحقق هذا المستشعر حساسية أكبر 100 مرة من الكاشفات السابقة، مما يسمح لنا باستكشاف تفاعلات كانت غير قابلة للكشف سابقاً'، قالت الدكتورة روسي في ورقة Nature.
يبرز السياق الخلفي التحدي: فشلت التجارب السابقة، مثل تلك في المصادم الكبير للهادرون، في ملاحظة المادة المظلمة مباشرة، معتمدة بدلاً من ذلك على أدلة غير مباشرة من دوران المجرات وبيانات الخلفية الكونية للموجات الدقيقة. يحول نهج فريق كامبريدج التركيز إلى الميكانيكا الكمية، مما قد يسد الفجوات في نماذج فيزياء الجسيمات مثل النموذج القياسي.
الآثار واعدة لكن حذرة. إذا نجح في الاختبارات الميدانية القادمة المخطط لها في 2026 في معامل تحت الأرض في إيطاليا، قد يؤكد المستشعر مرشحي المادة المظلمة مثل الجسيمات الضخمة ذات التفاعل الضعيف (WIMPs). ومع ذلك، أشار المؤلف المشارك البروفيسور ماركو بيانكي: 'رغم الإثارة، هذا مجرد البداية؛ التحقق من خلال التجارب المراجعة من قبل الأقران سيكون أساسياً'. تؤكد الدراسة أن التكنولوجيا قد تطبق أيضاً على تطبيقات أخرى للكشف الكمي، بما في ذلك التصوير الطبي.
لا تظهر تناقضات في التقرير، حيث يعتمد الإعلان على مصدر مراجع واحد. تبرز هذه الابتكار الجهود العالمية المستمرة لكشف أسرار الكون، مع معهد كافلي لعلم الكونيات في جامعة كامبريدج كمركز رئيسي للعمل.