طور الفيزيائيون طريقة جديدة للبحث عن المادة المظلمة باستخدام بلورات عملاقة من السكروز، أو سكر المائدة. صحيح أنهم لم يتمكنوا حتى الآن إلا من الشعور بالطعم الحلو والمر لعدم تحقيق النتائج المرجوة.

نحن نؤمن بوجود المادة المظلمة بناءً على تأثير الجاذبية الغريب الذي يبدو أن لها على المجرات. ومع ذلك، على الرغم من عقود من البحث عن جسيمات محتملة للمادة المظلمة، لم يعثر العلماء على شيء. تهدف العديد من عمليات البحث هذه إلى الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs)، والتي طالما اعتبرت واحدة من أكثر المرشحين الواعدين، ولكن حتى التجارب الأكثر حساسية لم تسفر عن نتائج بعد.

تكتشف معظم كاشفات WIMP ومضات الضوء التي يمكن أن تنبعث منها جسيمات المادة المظلمة العابرة عند التفاعل مع المادة العادية. لكن هذه الكاشفات مصممة للجسيمات الثقيلة إلى حد ما – من حوالي 2 إلى 10000 كتلة بروتون. تشرح مثل هذه الجسيمات بشكل مقنع التأثيرات المجرية للمادة المظلمة، لكن الجسيمات الخاملة (WIMPs) قد تكون أيضًا أخف وزنًا، على الرغم من أن هذا أقل اتساقًا مع النظرية.

يجب أن تتفاعل الجسيمات ضعيفة التفاعل (WIMPs) الخفيفة جدًا بشكل ملحوظ مع الذرات الخفيفة جدًا مثل الهيدروجين. من الصعب استخدام الهيدروجين النقي ككاشف بسبب كثافته المنخفضة مما يقلل من فرص التفاعل. لكن السكروز يحتوي على 22 ذرة، وهو أكثر كثافة بكثير.

قام معهد ماكس بلانك للفيزياء ببناء كاشف للمادة المظلمة مصنوع من السكر. أولاً، قمنا بتنمية بلورات السكروز من محلول مركز لمدة أسبوع، ثم قمنا بتبريدها إلى درجة حرارة 0.007 فوق الصفر المطلق. تمت بعد ذلك مراقبة التفاعلات المحتملة مع المادة المظلمة عن كثب باستخدام مقياس حرارة فائق الحساسية ومستشعر الفوتون.

استغرقت التجربة 19 ساعة، ونتائجها معروضة في الطبعة التمهيدية بتاريخ arXiv. على الرغم من أن بلورات السكر “أضاءت” عند مستويات تتفق مع التفاعل مع الجسيمات الأكبر حجمًا، إلا أنها لم تكتشف الإشارات الأضعف التي يمكن أن تعزى إلى الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs).

تتمتع منشأة البحث عن المادة المظلمة هذه بحساسية رائعة حقًا ويمكنها اكتشاف العوائد الضعيفة للغاية من الجسيمات ضعيفة التفاعل (WIMPs) الخفيفة، كما يقول الفيزيائي المعترف به كارلوس بلانكو من جامعة ولاية بنسلفانيا. وأضاف أنه ليس من الواضح بعد ما إذا كان سيكون من الممكن فحص الأسباب المحتملة الأخرى للومضات في البلورة بشكل فعال، مثل الكربون 14 المشع، وهو شائع في العديد من مصادر السكر.