🚀

محاكي كاشف المادة المظلمة

ابحث عن الجسيمات غير المرئية في مختبر افتراضي تحت الأرض

🚀 جرب الآن

ما هو كشف المادة المظلمة؟

تشكل المادة المظلمة 85% من كل الكتلة في الكون، ومع ذلك فهي غير مرئية تماماً. تستخدم الكواشف المدفونة عميقاً تحت الأرض الزينون السائل لالتقاط اللحظة النادرة للغاية التي يصطدم فيها جسيم مادة مظلمة بذرة عادية — مثل الشعور برياح كونية غير مرئية.

لماذا هذا مهم؟ فهم المادة المظلمة سيُحدث ثورة في الفيزياء ويكشف البنية الخفية لكوننا. تجربة LZ — أكثر كاشف حساسية في العالم — أكثر حساسية بـ 3 ملايين مرة من الكواشف المبكرة.

🎯 نصائح المحاكي

📚 المصطلحات

WIMP
الجسيمات الضخمة المتفاعلة بشكل ضعيف — مرشح نظري رائد للمادة المظلمة. سيكون لدى الجسيمات ضعيفة التفاعل كتلة مماثلة للذرات الثقيلة ولكنها تتفاعل فقط من خلال الجاذبية والقوة النووية الضعيفة، مما يجعل من الصعب للغاية اكتشافها.
Liquid Xenon TPC
غرفة عرض الوقت مملوءة بالزينون السائل فائق النقاء. عندما يتفاعل الجسيم مع الزينون، فإنه ينتج كلا من الضوء (الوميض) والإلكترونات الحرة، مما يسمح بإعادة بناء ثلاثية الأبعاد لموقع الحدث والطاقة.
Nuclear Recoil
ارتداد نواة الذرة بعد اصطدامها بجسيم وارد. تبحث عمليات البحث عن المادة المظلمة عن نوى الزينون التي ترتد من اصطدامات WIMP، والتي تنتج ضوءًا مميزًا وإشارات شحنة.
CEvNS
تشتت نواة النيوترينو المرنة المتماسكة - عملية يتفاعل فيها النيوترينو مع نواة ذرية بأكملها بدلاً من النيوكليونات الفردية. تم رصده لأول مرة في عام 2017، وهو يخلق إشارات يمكنها محاكاة المادة المظلمة.
Neutrino Fog
خلفية إشارات النيوترينو (خاصة من النيوترينوات الشمسية) التي لا يمكن تمييزها عن إشارات المادة المظلمة المحتملة عند الطاقات المنخفضة جدًا، مما يخلق أرضية حساسية أساسية للكاشفات.
Cross Section
مقياس لاحتمال تفاعل جزيئين. في فيزياء المادة المظلمة، يحدد مدى احتمالية تبعثر الجسيمات ضعيفة التفاعل (WIMP) خارج النواة. تقاس بالسنتيمتر المربع (سم²) أو البيكوبارنز.
Background Events
التفاعلات غير المتعلقة بالمادة المظلمة التي يمكن أن تحاكي إشارة WIMP، بما في ذلك الأشعة الكونية، والتحلل الإشعاعي من المواد الكاشفة، وتفاعلات النيوترينو. يعد تقليل الخلفيات أمرًا أساسيًا لحساسية الكاشف.
Scintillation
انبعاث الضوء عندما يقوم جسيم ما بإيداع الطاقة في المادة. في كاشفات الزينون السائل، يتم تسجيل كل من الوميض الأولي (S1) والإشارة المتأخرة من الإلكترونات المنجرفة (S2).
Fiducial Volume
المنطقة الداخلية للكاشف حيث تكون القياسات أكثر موثوقية، بعيدًا عن الحواف حيث يكون إشعاع الخلفية من جدران الكاشف أعلى.
Discrimination
القدرة على تمييز الارتداد النووي (إشارات المادة المظلمة المحتملة) عن ارتداد الإلكترون (الخلفيات) بناءً على نسبة الضوء إلى إشارات الشحن.
GeV/c²
جيجا إلكترون فولت مقسومة على مربع سرعة الضوء – وحدة الكتلة المستخدمة في فيزياء الجسيمات. تبلغ كتلة البروتون الواحد حوالي 0.938 GeV/c². من المفترض أن تتراوح الجسيمات ضعيفة التفاعل (WIMPs) من بضعة GeV/c² إلى عدة TeV/c².
SURF
منشأة سانفورد للأبحاث تحت الأرض - تقع في ليد، داكوتا الجنوبية، على بعد حوالي ميل واحد (1478 مترًا) تحت الأرض في منجم هومستيك للذهب السابق. يضم تجربة LZ.

🏆 شخصيات رئيسية

Fritz Zwicky (1933)

اقترح لأول مرة وجود المادة المظلمة (dunkle Materie) في عام 1933 بناءً على ملاحظات عنقود مجرات كوما

Vera Rubin (1970s)

قدمت أدلة دامغة على المادة المظلمة من خلال القياسات التفصيلية لمنحنيات دوران المجرة التي تبين أن النجوم تدور بشكل أسرع من المادة المرئية وحدها.

Rick Gaitskell (2022-present)

المتحدث باسم تجربة LZ في جامعة براون، قاد التعاون الذي حقق تحسنًا بمقدار 3 ملايين مرة في حساسية الكاشف خلال حياته المهنية

Chamkaur Ghag (2024)

المتحدث الرسمي الدولي لـ LZ ومقره في UCL، قاد الجوانب الرئيسية لتحليل بحث WIMP وتطوير الكاشف

Ray Davis Jr. (1968)

عالم فيزياء النيوترينو الحائز على جائزة نوبل، والذي أصبحت تجربته Homestake التي استمرت لعقود من الزمن في نفس كهف داكوتا الجنوبية تضم الآن LZ

Dan McKinsey (2012)

شارك في تأسيس تجربة LZ وكان رائدًا في تكنولوجيا كاشف الزينون السائل في جامعة كاليفورنيا في بيركلي/مختبر لورانس بيركلي الوطني

Hugh Lippincott (2024-2025)

فيزيائي تجريبي بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ومتعاون رئيسي في LZ الذي ساعد في وضع حدود لخصائص المادة المظلمة WIMP

🎓 مصادر التعلم

💬 رسالة للمتعلمين

المادة المظلمة هي واحدة من أعظم الألغاز في العلم، فنحن نعلم أنها تشكل الكون، لكننا لم نكتشفها بشكل مباشر أبدًا. كل نتيجة فارغة من تجارب مثل LZ ليست فاشلة؛ إنها خطوة أقرب إلى فهم ماهية المادة المظلمة حقًا. يمثل الكاشف الذي تقوم بمحاكاته عقودًا من الإبداع البشري وتعاون 250 عالمًا من 37 مؤسسة. ربما ستكون مصدر إلهام لك للانضمام إلى الجيل القادم من صائدي المادة المظلمة. تذكر: أن الكون غير مرئي في الغالب، واكتشاف ما يختبئ في الظلام يمكن أن يعيد تشكيل كل ما نعرفه عن الواقع.

ابدأ الآن

مجاني، بدون تسجيل

ابدأ الآن →