அச்சு கரும்பொருளின் மீது ஆய்வு

டர்ஹாம் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் லண்டனின் கிங்ஸ் கல்லூரி விஞ்ஞானிகள் புதிய ஆய்வில் ஒரு கோட்பாட்டு மதிப்பாய்வை முன்வைத்துள்ளனர்.

பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பொருளின் 85 சதவீதத்தை உள்ளடக்கிய கரும்பொருள், நவீன இயற்பியலில் மிகப்பெரிய மர்மங்களில் ஒன்றாகும்.

நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் மீது அதன் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கம் இருப்பதால் விஞ்ஞானிகள் அதன் இருப்பை அறிந்திருக்கிறார்கள். ஆனால் அது உண்மையில் எந்த வகையான துகள் என்பது இன்னும் ஒரு புதிராகவே உள்ளது.

துகள் இயற்பியலின் நிலையான மாதிரியில் அச்சுகளை எவ்வாறு கணித ரீதியாக விவரிக்க முடியும் மற்றும் அவை அடிப்படை சமச்சீர்மைகளுடன் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதை அவர்கள் பகுப்பாய்வு செய்தனர்.

வலுவான இடைவினை எவ்வாறு நேரத் தலைகீழ் சமச்சீருக்குக் கீழ்ப்படிகிறது என்பதை அச்சு விளக்குகிறது. துணை அணு மட்டத்தில், வலுவான விசை தொடர்பு கொள்ளும்போது ஏற்படும் செயல்முறைகள் திசையை மாற்றியமைத்தால் ஒரே மாதிரியாகத் தோன்றும்.

வலுவான இடைவினையானது நேர தலைகீழ் சமச்சீர்நிலைக்கு ஏன் கீழ்ப்படிகிறது என்பது கண்டறியப்படவில்லை. ஆனால் அச்சுவழி என்பது இந்த மர்மத்திற்கு மிகவும் பிரபலமான தீர்வுகளில் ஒன்றாகும்.

கரும்பொருள் தனிப்பட்ட துகள்களைப் போல அல்லாமல் நமது முழு பிரபஞ்சத்தையும் உள்ளடக்கிய ஒரு புலம் போல செயல்படுகிறது. ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தில் ஒரு கட்டத்தில், அச்சு புலத்தின் மதிப்பு முன்னும் பின்னுமாக மாறத் தொடங்குகிறது. அச்சுகள் என்பது கரும் பொருளின் கூறுகளாகக் கருதப்படும் துகள்கள் ஆகும்.

கரும் பொருள் ஒளியுடன் தொடர்பு கொள்ள முடியாது, இல்லையெனில் விஞ்ஞானிகள் அதை நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே கண்டுபிடித்திருப்பார்கள். கரும் பொருள் ஒளியுடன் மிகவும் சிறிதளவு தொடர்பு கொள்கிறது, ஆனால் வானியலாளர்கள் கவனமாகப் பார்த்தால், இந்த இடைவினைகளை அவர்களால் கண்டறிய முடியும்.

ஒரு ஃபோட்டான் காந்தப்புலத்தின் வழியாக பயணிப்பதே இதற்கு ஒரு உதாரணம் ஆகும். அது ஒரு அச்சாக மாறினால், அது ஒரு சிறிய நிகழ்தகவைக் கொண்டிருக்கும். இந்த செயல்முறையானது காந்தப்புலங்கள் வழியாக பிரகாசிக்கும் விண்மீன் கூட்டங்களின் தொலைநோக்கி அவதானிப்புகளில் எதிர்பாராத அம்சங்களை ஏற்படுத்தும்.

இந்த ஆய்வின் முழு பகுப்பாய்வு அறிவியல் முன்னேற்றங்களில் வெளியிடப்பட்டது. ஆய்வுக் கட்டுரையானது “Axion Dark Matter: How to see it?” என்ற தலைப்பில், Yannis Semertzidis மற்றும் SungWoo Youn அவர்களால் ஆய்வுக்கூடத்தில் எவ்வாறு அச்சை விரைவில் கண்டறிய முடியும் என்று எழுதப்பட்டுள்ளது.

ஆய்வு இணை ஆசிரியர், டாக்டர். பிரான்செஸ்கா சாதா-டே கூறுவதாவது: “அச்சுவழி இயற்பியலாளராக இது மிகவும் உற்சாகமான நேரம். கரும்பொருள் என்றால் என்ன? என்று எங்களுக்கு இன்னும் தெரியவில்லை. அச்சு உட்பட வெவ்வேறு சாத்தியக்கூறுகளைத் தேடுவதன் மூலம் இந்த மர்மத்தைத் தீர்க்க முடியும் என்று நாங்கள் நம்புகிறோம்.”

இந்த மதிப்பாய்வு துகள் இயற்பியலாளர்கள் மற்றும் விஞ்ஞானிகளின் பரந்த சமூகத்திற்குள் அச்சு இயற்பியலின் ஆர்வத்தையும் புரிதலையும் அதிகரிக்க உதவும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்புகின்றனர்.

References:

• Semertzidis, Y. K., & Youn, S. (2021). Axion Dark Matter: How to see it?. arXiv preprint arXiv:2104.14831.
• Golm, J., Cuendis, S. A., Calatroni, S., Dobrich, B., Cogollos, C., Puyol, J. D. G., & Wuensch, W. (2022). Thin Film (High Temperature) Superconducting Radiofrequency Cavities for the search of axion dark matter. IEEE Transactions on Applied Superconductivity.
• Chadha-Day, F., Ellis, J., & Marsh, D. J. (2021). Axion Dark Matter: What is it and Why Now?. arXiv preprint arXiv:2105.01406.
• Arza, A., & Sikivie, P. (2019). Production and detection of an axion dark matter echo. Physical Review Letters, 123(13), 131804.
• Guth, A. H., Hertzberg, M. P., & Prescod-Weinstein, C. (2015). Do dark matter axions form a condensate with long-range correlation?. Physical Review D, 92(10), 103513.