يمكن للضوء الملتوي من بداية الوقت أن يكشف عن فيزياء جديدة تمامًا

بالعربي/ قد يلمح انحراف في الضوء الأول للكون إلى أن العلماء بحاجة إلى إعادة التفكير في الفيزياء. 

نظر زوج من العلماء اليابانيين في استقطاب أو توجيه الضوء من إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف ، وهو بعض من أقدم الضوء المنبعث بعد ولادة الكون. ووجدوا أن استقطاب الفوتونات ، أو جسيمات الضوء ، قد يكون مستديرًا قليلاً عن اتجاهها الأصلي عندما تم إنتاج الضوء لأول مرة. و الطاقة المظلمة أو المادة المظلمة قد يكون المسؤول عن ذلك الدوران. (الطاقة المظلمة هي قوة افتراضية تقذف الكون بعيدًا ، في حين أن المادة المظلمة المقترحة هي مادة تمارس الجاذبية ولكنها لا تتفاعل مع الضوء). 

يخبر التوقيع الدوار لاستقطاب الفوتون العلماء أن شيئًا ما ربما يكون قد تفاعل مع تلك الفوتونات – على وجه التحديد شيء ينتهك التماثل الذي يسميه الفيزيائيون التكافؤ. يقول هذا التناظر أو التكافؤ أن كل شيء يبدو ويتصرف بنفس الطريقة ، حتى في نظام مقلوب – على غرار كيف تبدو الأشياء في المرآة. وإذا كان النظام يتبع قاعدة التكافؤ هذه ، فلن يكون هناك تغيير في الدوران.

يتم إظهار التكافؤ من خلال جميع الجسيمات دون الذرية وجميع القوى باستثناء القوة الضعيفة . ومع ذلك ، تشير النتائج الجديدة إلى أن أيًا كان قد تفاعل الضوء المبكر معه قد ينتهك هذا التكافؤ. أغلق1 second of 3 minutes, 15 secondsالحجم 0٪تشغيل الصوت

قال المؤلف الرئيسي للدراسة يوتو مينامي ، الفيزيائي في معهد الدراسات الجسيمية والنووية (IPNS) التابع لمنظمة أبحاث تسريع الطاقة العالية (KEK): “ربما يكون هناك بعض الجسيمات غير المعروفة ، والتي تساهم في الطاقة المظلمة ، والتي ربما تقوم بتدوير استقطاب الفوتون”. ) في اليابان.

عندما انبعث إشعاع الخلفية الكونية الميكروي الميكروي ، أو CMB ، لأول مرة منذ 13.8 مليار سنة ، كان مستقطبًا في نفس الاتجاه. إن النظر في كيفية دوران استقطاب الضوء بمرور الوقت يسمح للعلماء بسبر تاريخ الكون منذ ذلك الحين ، من خلال النظر في كيفية تغير الضوء أثناء انتقاله عبر المكان والزمان. 

في السابق ، درس العلماء استقطاب CMB وكيف تم تدويره بمرور الوقت ، لكنهم لم يتمكنوا من قياسه بدقة كافية لدراسة التكافؤ بسبب عدم اليقين الكبير في معايرة أجهزة الكشف التي تقيس استقطاب الفوتون. في الدراسة الجديدة ، التي نُشرت في 23 نوفمبر في مجلة Physical Review Letters ، توصل الباحثون إلى طريقة لقياس دوران الأدوات بدقة باستخدام مصدر آخر للضوء المستقطب – الغبار من داخل مجرة ​​درب التبانة. نظرًا لأن هذا الضوء لم ينتقل بعيدًا ، فمن المحتمل ألا يتأثر بشدة بالطاقة المظلمة أو المادة المظلمة. المحتوى ذو الصلة

باستخدام ضوء درب التبانة المليء بالغبار ، تمكن العلماء من معرفة كيفية توجيه أدواتهم بدقة ، لذلك عرفوا أن الدوران في الضوء كان حقيقيًا ، وليس شيئًا ناتجًا عن أدواتهم. سمح لهم ذلك بتحديد أن دوران الاستقطاب لضوء CMB كان غير صفري ، مما يعني أن الضوء قد تفاعل مع شيء ينتهك التكافؤ. قال مينامي لـ Live Science إنه من المحتمل أن شيئًا ما في الكون المبكر قد أثر على الضوء ، ولكن من المرجح أنه كان شيئًا ما على طول مسار الضوء أثناء انتقاله نحو الأرض . 

يمكن أن يكون هذا الشيء عبارة عن طاقة مظلمة أو مادة مظلمة ، مما يعني أن الجسيمات التي تتكون منها هذه المواد الغامضة تنتهك التكافؤ.

أبلغ المؤلفون عن النتائج التي توصلوا إليها بثقة تبلغ 99.2٪ ، مما يعني أن هناك فرصة 8 من كل 1000 للحصول على نتائج مماثلة بالصدفة. ومع ذلك ، فإن هذا ليس واثقًا تمامًا كما يطلب علماء الفيزياء لإثبات مطلق. لذلك ، يحتاجون إلى خمس سيجما ، أو ثقة بنسبة 99.99995٪ ، وهو أمر غير ممكن على الأرجح مع البيانات من تجربة واحدة فقط. لكن التجارب المستقبلية والحالية قد تكون قادرة على جمع بيانات أكثر دقة ، والتي يمكن معايرتها باستخدام التقنية الجديدة للوصول إلى مستوى عالٍ من الثقة. 

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com