ساختارهای صفحه‌مانند نامرئی که ممکن است در فضا گسترده شده و به ماده تاریک یا انرژی تاریک کمک کنند، هنگام عبور می‌توانند توسط آشکارسازهای زمینی نمایان شوند.

یکی از توضیحات بالقوه برای ماده تاریک و انرژی تاریک مرموز جهان، شبکه کیهانی «دیوارهای نواحی» (domain walls) پر‌انرژی است. در مجله Physical Review Letters گروهی از پژوهش‌گران روشی را برای اولین بار نشان داده‌اند که این ساختارها را هنگامی که زمین از میان آن‌ها می‌گذرد، مستقیماً آشکارسازی می‌کنند. آن‌ها دریافتند که اگر چنین دیوارهایی وجود داشته و به اندازه کافی فراوان باشند، ممکن است توسط یک سری از آشکارسازهای نسبتاً ارزان و حساس نسبت به میدان مغناطیسی که در چندین مکان روی زمین قرار داده می‌شوند، قابل آشکارسازی باشند.

تعداد انگشت‌شماری مگنتومتر روی زمین (ستارگان) می‌تواند مسیر دیوار نواحی را آشکارسازی کند، اگر این دیوارها وجود داشته باشند و به اندازه کافی فراوان باشند تا روی توازن ماده تاریک یا انرژی تاریک در جهان اثر بگذارند.

ماده تاریک بر حرکات کهکشان‌ها اثر می‌گذارد و انرژی تاریک انبساط جهان را تسریع می‌کند. تخمین زده شده است که این دو مؤلفه باهم حدود 95٪ جرم-انرژی جهان را تشکیل می‌دهند اما طبیعت آن‌ها هنوز به صورت یک راز باقی مانده‌ است.

در جستجوی ماده گم‌شده، پژوهش‌گران زیر سطح زمین را به دنبال ذرات ماده تاریکی که از میان زمین جاری می‌شوند، گشتند. در همان زمان فراتر از ذرات جدید، نظریه‌پردازان پدیده‌های عجیب و غریب دیگری را تصور می‌کردند که قادرند مقدار زیادی انرژی را تقریباً به طور نامرئی حبس کنند. یکی از  احتمالاتی را که نظریه‌پردازان بررسی کرده‌اند، میدان فرضی است که در جهان گسترده شده و یکی از چندین مقادیر ممکن «حالت پایه» را در هر نقطه در فضا دارد. ایده به این صورت است که در جهان داغ اولیه، این مقادیر از مکانی به مکانی دیگر ناهمبسته بودند اما هنگامی که جهان سرد شد، ناحیه‌های زیادی روی یک مقدار قرار گرفتند. با این وجود بین هر دو ناحیه با مقادیر میدانی متفاوت، یک دیوار ناحیه می‌تواند قرار بگیرد. قطع میدان در دیوار به انرژی اضافی نیاز دارد. این نواحی شبیه آن‌هایی هستند که در مواد مغناطیسی مانند آهن وجود دارند، جایی که یک تیغه بزرگ معمولاً شامل نواحی بسیاری است و هر ناحیه نظم میدان مغناظیسی مخصوص به خود را دارد.

ماکسیم پوزپلوف و همکارانش از دانشگاه ویکتوریا و مؤسسه‌ی پریمیتر در واترلو کانادا می‌خواستند آشکارسازی دیوارهای نواحی کیهانی را بررسی کنند. برای محاسبه ماده تاریک یا انرژی تاریک، پوزپلوف دیوارهای نواحی را به گونه‌ای تصور کرد که یک شبکه کف‌مانند را تشکیل می‌دهد و آرایش آن به دلیل سرد‌شدگی جهان اولیه تا حدودی منجمد است. برای انتخاب ویژه‌ی انرژی دیواره، چگالی شناخته‌شده ماده تاریک و انرژی تاریک به او این اجازه را داد تا حدود اندازه‌ نواحی (حباب‌های موجود در کف) را برآورد کند.

پوزپلوف دریافت که اگر زمین از میان این شبکه با سرعت‌های کیهانی نوعی از مرتبه یک هزارم سرعت نور عبور کند، بنابراین طی این دوره چندین ساله ما باید از میان دیوارهای نواحی بسیاری عبور کرده باشیم. همکارانش در این پژوهش جدید که آن را بسیار حساس نسبت به آشکارسازهای میدان مغناطیسی ساخته‌اند، بررسی کردند که آیا این مسیر می‌تواند با تکنولوژی کنونی قابل آشکارسازی باشد. انتظار می‌رود این میدان گشتاوری را به اسپین‌های اتمی اعمال نماید. درست همان‌طور که میدان‌های مغناطیسی این کار را انجام می‌دهند. بنابراین این تیم پیشگویی‌های خود را بر حسب یک میدان مغناطیسی «مؤثر» بیان می‌کند. با استفاده از فرضیه‌های موجود در سایر نظریه‌ها برای جفت‌شدگی میدان فرضی با ماده معمولی، آن‌ها محاسبه کردند که تغییرات شاید معادل یک میلیاردم میدان مغناطیسی زمین در طی یک ثانیه مورد انتظار باشد. به گزارش این تیم، بهترین مگنتومترهای مدرن می‌توانند چنین سیگنالی را آشکارسازی کنند.

به منظور اطمینان در نتایج خود، این تیم پیشنهاد کرد که رویدادهای تقریباً خودبه‌خود را در پنج مکان تصادفی در سراسر زمین بررسی کنند. آن‌ها می‌گویند که یک مسیر دیوار ناحیه‌ی درست، باید اثر زمانی مشخصه را همان‌گونه که از هر مکان عبور می‌کند، نشان دهد. پژوهش‌گران از دو مگنتومتر استفاده کردند تا نشان دهند که آن‌ها می‌توانند چنین رویدادهای همبسته‌ای را آشکارسازی کنند. آن‌ها برای تأمین بودجه به منظور افزایش مقیاس آزمایش خود امیدوارند.

منبع: http://physics.aps.org/articles/v6/4