اكتشاف أكثر نيوترينو نشاطًا سُجِّل على الأرض في قاع البحر المتوسط
القاهرة (خاص عن مصر)- في اكتشاف رائد، اكتشف علماء الفيزياء أكثر نيوترينو نشاطًا على الإطلاق باستخدام تلسكوب تحت الماء في البحر الأبيض المتوسط.
وفقًا لتقرير نيويورك تايمز، يفتح هذا الجسيم عالي الطاقة، الذي اكتشفه تلسكوب النيوترينو الكيلومتري المكعب (KM3NeT)، نافذة جديدة لفهم أكثر الظواهر تطرفًا في الكون. يمكن أن تساعد النتائج، التي نُشرت في مجلة Nature، العلماء في كشف أسرار المسرعات الكونية – العمليات الطبيعية التي تدفع الجسيمات إلى سرعات لا يمكن تصورها.
جسيم شبحي بطاقة غير مسبوقة
النيوترينوات، التي غالبًا ما تسمى “جسيمات الشبح”، هي جسيمات دون ذرية عديمة الكتلة تقريبًا ومحايدة كهربائيًا ونادرًا ما تتفاعل مع المادة. يمكنها السفر عبر النجوم والمجرات وحتى الأجسام البشرية دون ترك أثر. إن هذه الطبيعة المراوغة تجعلها لا تقدر بثمن لدراسة الأحداث الكونية، لأنها تشير مباشرة إلى أصولها.
ومع ذلك، فإن النيوترينو المكتشف حديثًا لا يشبه أي نيوترينو تم رصده من قبل. فقد حمل 220 مليون مليار إلكترون فولت من الطاقة – عشرات الآلاف من المرات أكثر مما يمكن أن ينتجه أقوى مسرع للجسيمات في العالم، وهو مصادم الهدرونات الكبير في سيرن.
قال بول دي جونج، الفيزيائي في جامعة أمستردام والمتحدث باسم تعاون لسكوب النيوترينو الكيلومتري المكعب: “ما اكتشفناه، نعتقد أنه أكثر النيوترينو نشاطًا تم تسجيله على الإطلاق على الأرض”.
كيف التقط KM3NeT النيوترينو المراوغ
يتكون تلسكوب KM3NeT، الذي لا يزال قيد الإنشاء، من كاشفين مغمورين على بعد أميال تحت البحر الأبيض المتوسط قبالة سواحل فرنسا وصقلية. يتكون كل كاشف من سلاسل من الكرات التي تلتقط الضوء، متباعدة عن بعضها البعض بمسافة ملعب كرة قدم ومثبتة في قاع البحر. ومن المثير للدهشة أن الكاشف لم يكتمل إلا بنسبة 10% عندما التقط توقيع النيوترينو.
لم يرصد التلسكوب النيوترينو بشكل مباشر. بل اكتشف بدلاً من ذلك ميونًا – وهو جسيم ثانوي ينشأ عندما يصطدم النيوترينو بالصخور أو مياه البحر القريبة. ترك الميون أثرًا من الفوتونات الزرقاء الساطعة أثناء مروره عبر الكاشف، مما سمح للعلماء بتتبع مسار النيوترينو وتقدير طاقته.
قال باسكال كويل، فيزيائي الجسيمات الفلكية في مركز فيزياء الجسيمات في مرسيليا: “إنها حقًا لمحة أولى مثيرة للغاية لنظام الطاقة هذا”.
اقرأ أيضًا: وزير الدفاع الأمريكي: أوكرانيا لن تنضم للناتو واستعادة حدودها هدف وهمي غير واقعي
اكتشاف تحدى التوقعات
استغرق الاكتشاف، الذي تم إجراؤه في فبراير 2023، عامين من التحليل الدقيق للتأكيد. وتذبذب الباحثون بين النشوة والتشكك، حيث بدت الطاقة الشديدة للجسيم في البداية غير عادية للغاية بحيث لا يمكن تصديقها.
“لقد استغرق الأمر بعض الوقت حتى أستوعبه العالم، بصراحة”، هكذا قال آرت هيجبوير، عالم فلك النيوترينو في المعهد الوطني للفيزياء دون الذرية في هولندا. كانت البيانات مكثفة لدرجة أنها تسببت في تعطل جهاز كمبيوتر أحد العلماء.
أعرب إريك بلاوفوس، عالم الفيزياء في جامعة ماريلاند وجزء من مرصد آيس كيوب للنيوترينو، عن عدم تصديقه في البداية. وقال: “خلال عقد من الملاحظات، لم نر شيئًا مثل هذا تمامًا”.
كشف أسرار المسرعات الكونية
يثير الاكتشاف المزيد من الأسئلة أكثر مما يجيب عليها. يتسابق العلماء الآن لتحديد المسرع الكوني المسؤول عن إنتاج مثل هذا النيوترينو النشط. ومن بين المرشحين المحتملين الثقوب السوداء الهائلة التي تلتهم المادة المحيطة أو انفجارات أشعة جاما من النجوم المنهارة.
تشير نظرية أخرى إلى أن الجسيمات المشحونة التي تتفاعل مع الخلفية الكونية للميكروويف – الضوء المتبقي من الانفجار العظيم – يمكن أن تولد نيوترينوات عالية الطاقة للغاية. قد تحمل هذه النيوترينوات “الكونية” أدلة حول تطور الكون.
قالت ناوكو كوراهاشي نيلسون، عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة دريكسل: “إنه دليل مذهل على أن كاشفهم يعمل بشكل جيد. لكن نيوترينو واحد وحده يثير أسئلة أكثر بكثير مما يجيب عليها”.
مستقبل علم الفلك النيوترينو
يخطط فريق KM3NeT لتنقية مسار النيوترينو لتحديد أصله بدقة أكبر. ومع اقتراب التلسكوب من الاكتمال في عام 2028، يأمل العلماء في اكتشاف المزيد من النيوترينوات عالية الطاقة، مما يلقي الضوء على أكثر العمليات عنفًا في الكون.
أكد بول دي يونج على أهمية استكشاف طرق الكشف الجديدة، مثل الاستشعار الصوتي والراديو، لالتقاط المزيد من النيوترينوات النشطة. وقال: “الآن، نعلم أن هذه النيوترينوات ليست مجرد توقعات”. “إنها موجودة. إنها حقيقية”.
