در حالی‌که کم‌تر از چند ماه به ارسال آشکارساز ذرات به ایستگاه فضایی مانده، دانشمندان متوجه یک مشکل فنی جدی در هسته مغناطیسی آن شده‌اند. آیا این آزمایش فضایی در آستانه بازنشستگی شاتل‌ها به تاخیر می‌افتد؟

بهنوش خرم‌روز: آشکارساز 7 تنی ذرات که قرار بود ماه جولای/ تیرماه به ایستگاه فضایی بین‌المللی ارسال شود، به خاطر یک مشکل فنی در مغناطیس درون هسته‌اش،‌کل تابستان را روی زمین به سر خواهد برد. قرار است که طیف‌سنج مغناطیسی آلفا (ای.ام.اس) با یک مغناطیس معمولی دائمی بازسازی شود. بدین ترتیب، احتمال بسیار کمی باقی می‌ماند که این آشکارساز بتواند نقش متفاوتی که قرار بود را در تاریخ علم ایفا کند: کشف ماده سیاه.

بر اساس گزارش نیچر، طیف‌سنج مغناطیسی آلفا برای سنجش ویژگی‌های تشعشعات کیهانی (ذرات پرانرژی که از فضا به زمین می‌رسند)‌ طراحی شده است که می‌تواند ذرات حاصل از نابودی ماده سیاه را هم در بر بگیرد. این طیف‌سنج با قرار گرفتن در ایستگاه فضایی،‌ می‌تواند این ذرات را قبل از جذب شدن توسط جو زمین مورد ارزیابی قرار دهد و بار الکتریکی،‌ شتاب حرکت، مسیر حرکت و نیز منشا آن‌ها را تعیین کند.

طیف‌سنج مغناطیسی آلفا توانست در سال 1995/ 1374 حمایت مدیر ناسا،‌ دن گلدین را جلب نماید. در آن زمان، حکم یک پروژه بسیار ایده‌آل را داشت که می‌توانست پرچم علم را در ایستگاه فضایی به احتزاز درآورد. اما از آن زمان مسیر پر چالشی را گذرانده است و انتقادهای زیادی را از سوی متخصصین فیزیک ستاره‌شناسی به همراه داشته است. اعتراض آن‌ها این بود که این وسیله به پروژه‌های زیربنایی زیادی نیازمند است،‌ مانند همان پروژه‌های زیربنایی که نگذراندن آن‌ها فاجعه فضاپیمای کلمبیا را در سال 2003/ 1382 به بار آورد و از آن زمان ناسا تصمیم گرفت که ایستگاه فضایی را تکمیل نماید.

دوباره دردسر
ای.ام.اس در دوران ریاست‌جمهوری جرج بوش،‌ توانست جایی در فضاپیما به خود اختصاص دهد. اما حالا دوباره مشکل تازه‌ای پیدا شده است. مسئله به مغناطیس ابررسانای دونات شکل و 9/0 تسلایی مربوط می‌شود که قرار بود قلب دستگاه باشد و میدان مغناطیسی‌اش، مسیر ذرات باردار را بسته به بار و شتابشان تغییر دهد.

اما حدود دو ماه پیش، هنگام آزمایش،‌ دانشمندان متوجه شدند که مغناطیس بیش از حد انتظار گرم می‌شود و چون طوری طراحی شده که تنها در 8/1 درجه بالای صفر مطلق کار کند،‌ 30 تا 40 درصد بیشتر از میزان پیش‌بینی شده ماده خنک ‌کننده هلیوم مایع مصرف می‌کند. بدین ترتیب،‌ طول عمر ممکن برای این آزمایش از سه تا چهار سال به کم‌تر از دو سال کاهش می‌یابد.

مهندسین معتقد بودند که شاید روزی راهی برای این مسئله پیدا کنند،‌ به همین دلیل،‌ تصمیم گرفته شد از یک مغناطیس ثابت استفاده کنند، ‌همان مغناطیس ثابتی که در سال 1998/ 1377 در طول آزمایش ده روزه آشکارساز درون آن به کار رفته بود. بدین ترتیب،‌ چون مغناطیس ثابت نیازی به خنک کننده ندارد، ‌طول آزمایش می‌تواند حتی بیشتر از میزان پیش‌بینی شده باشد. البته این مغناطیس قدرت مغناطیس ابررسانا را در تشخیص شتاب ذرات ندارد و برای تشخیص ذراتی که می‌رسند، نیاز به جمع‌آوری اطلاعات بیشتری خواهد داشت.

محدودیت زمان
علیرغم محدودیت‌های زمانی، مغناطیس آشکارساز تعویض خواهد شد و بعد از گذراندن آزمایش‌ها، ‌احتمالا در ماه سپتامبر/مهر آماده خواهد شد.

ناسا هم اعلام کرده که آشکارساز احتمالا در ماه نوامبر/ آبان به ایستگاه فضایی ارسال خواهد شد اما زمان دقیق آن آخر ماه جاری اعلام خواهد شد.

با این حال، حتی اگر طیف‌سنج مغناطیسی آلفا هم به فضا فرستاده می‌شد، باز از دیدگاه برخی، کارآمدی علمی‌اش زیر سوال بود. فزیک ستاره‌شناس دانشگاه میشیگان،‌ گرگوری تارله توضیح می‌دهد که پوزیترون‌های پرانرژی که اولین بار در سال 1997/ 1376 مشاهده شدند،‌ گرایش به افزایش انرژی خود داشتند،‌ چنان که یافته‌های فضاپیمای ایتالیایی پاملا در سال 2008/ 1387 نیز تایید کرد. این فراپوزیترون‌ها ممکن است حاصل نابودی ماده سیاه در هاله کیهانی و یا ناشی از یکی از منابع ستاره‌شناختی نزدیک باشند. به اعتقاد تارله، این آشکارساز توانایی تشخیص پوزیترون‌هایی با این حد انرژی افزوده را ندارد.

اما مارتین پال،‌ از دانشگاه ژنوا و از اعضای گروه این پروژه تاکید می‌کند که طیف‌سنج مغناطیسی آلفا هیچ مشکلی برای تشخیص پوزیترون‌های مرتبط با ماده سیاه با سطح انرژی پیشنهادی پاملا یعنی 150 گیگاالکترون‌ولت ندارد. اما وی هم تصدیق می‌کند که اگر ذرات ماده سیاه جرمی نزدیک به یک تراالکترون‌ولت داشته باشند،‌ ممکن است ای.ام.اس دچار مشکل شود.

با این همه،‌ سخنگوی پروژه، روبرتو باتیستون اظهار داشته که با بازچیدن ابزارهای سیلیکونی درون آشکارساز، حساسیت مغناطیس ثابت جایگزین نسبت به سیگنال‌های پرانرژی ماده سیاه،‌ تقریبا معادل مغناطیس ابررسانا شده است.

کد خبر 57813

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
4 + 6 =