بواسطة ويل دنهام
(رويترز) – باستخدام مرصد قيد الإنشاء عمقًا تحت البحر الأبيض المتوسط بالقرب من صقلية ، اكتشف العلماء جسيمًا دون الذرية الشبحية يسمى طاقة تحطم قياسية في النيوترينو في خطوة أخرى مهمة نحو فهم بعض الأحداث الأكثر شدانًا في الكون.
يعتقد الباحثون ، وهو جزء من تعاون KM3NET (تلسكوب نيوترينو المكعب) ، أن النيوترينو جاء من وراء مجرة درب التبانة. لقد حددوا 12 ثقوبًا سوداءًا فائقة الاختصاصية تحيط بالمادة المحيطة في وسط المجرات البعيدة كقاطية إنشاء محتملة ، على الرغم من أن النيوترينو قد نشأت من مصدر آخر.
الأخبار الموثوقة والمباري اليومية ، مباشرة في صندوق الوارد الخاص بك
شاهد بنفسك-Yodel هو مصدر الانتقال للأخبار اليومية والترفيه والشعور بالشعور.
يشتمل KM3NET على اثنين من كاشفات النيوترينو الكبيرة في أسفل البحر الأبيض المتوسط. واحد يسمى Arca – 3450 متر (2.1 ميل) بعمق بالقرب من صقلية – للعثور على النيوتريونات عالية الطاقة. واحد يسمى Orca – 2450 متر (1.5 ميل) بالقرب من بروفانس ، فرنسا – تم تصميمه لاكتشاف النيوتريونات منخفضة الطاقة.
تم قياس النيوترينو الموصوفة حديثًا “طاقة فائقة عالية” ، التي اكتشفتها ARCA في فبراير 2023 ، بحوالي 120 Quadrillion Electronvolts ، وهي وحدة طاقة.
كان أكثر حيوية 30 مرة من أي نيوترينو آخر تم اكتشافه حتى الآن ، حيث كان رباعي المليارات أكثر حيوية من جزيئات الضوء تسمى الفوتونات و 10،000 مرة أكثر حيوية من الجسيمات التي صنعتها أكبر وأقوى مسرع الجسيمات في العالم ، ومجلة هادرون الكبيرة بالقرب من جنيف.
وقال الفيزيائي باشال كويل من مركز جسيمات مرسيليا (CPPM) في فرنسا ، أحد قادة البحث المنشور يوم الأربعاء في مجلة Nature: “إنها في منطقة غير مستكشفة تمامًا من الطاقة”.
“إن طاقة هذا النيوترينو استثنائية” ، أضاف الفيزيائي آارت هايجبور من المعهد الوطني للفيزياء دون الذرومية في هولندا ، وهو آخر من الباحثين.
يوفر النيوتريونات للعلماء طريقة مختلفة لدراسة الكون ، لا تستند إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي – الضوء. العديد من جوانب الكون غير قابلة للتشفير باستخدام الضوء وحده.
النيوتريونات محايدة كهربائيا ، دون عائق من قبل أقوى مجال مغناطيسي ، ونادرا ما تتفاعل مع المادة. بينما تنتقل النيوتريونات عبر الفضاء ، يمرون دون عوائق من خلال النجوم أو الكواكب أو أي شيء آخر.
هذا يجعلهم “رسلًا كونيًا” لأن العلماء يمكنهم تتبعهم إلى مصدرهم ، إما في درب التبانة أو عبر المجرات ، وبالتالي التعرف على بعض العمليات الأكثر نشاطًا في الكون.
وقال كويل: “النيوتريونات هي جزيئات أشباح. يسافرون عبر الجدران ، على طول الطريق عبر الأرض ، وعلى طول الطريق من حافة الكون”. “لا يتمتع النيوتريونات صفرية ، وحجم صفر ، وكتلة صفر تقريبًا ، وتفاعل صفر تقريبًا. إنها الأقرب إلى أي شيء يمكن أن يتخيله أحد ، لكنهم مع ذلك هم مفتاح فهم الكون تمامًا.”
لا يمكن الاعتماد على الرسل الكوني عالي الطاقة الآخرين الذين يتجولون في الفضاء. على سبيل المثال ، ينحني مسار الأشعة الكونية عن طريق الحقول المغناطيسية ، لذلك لا يمكن إرجاعها إلى مكان نشأتها.
الكشف عن النيوتريونات ليس بسيطًا ، ويتطلب مراقبة كبيرة تقع بعمق تحت الماء أو في الجليد. توفر هذه الوسائط حجمًا واسعًا وشفافًا حيث قد يتفاعل النيوترينو العابر مع جسيم ، مما ينتج عنه وميض من الضوء يسمى إشعاع Cherenkov.
وخلص الباحثون إلى أن الشخص الذي تم رصده في Arca – الذي كان نوعًا من النيوترينو يسمى Muon – كان ذا أصل كوني يعتمد على مسارها الأفقي وحقيقة أنه قد اجتاز حوالي 140 كم (87 ميلًا) من الصخور ومياه البحر قبل الوصول إليه الكاشف.
لا تزال أجهزة الكشف عن KM3NET قيد الإنشاء ولم تصل بعد إلى قدراتها الكاملة.
يتم إنتاج النيوتريونات من خلال مختلف العمليات الفيزيائية الفلكية على مستويات الطاقة المختلفة. على سبيل المثال ، يولد النيوترونات منخفضة الطاقة في عمليات الانصهار النووي داخل النجوم.
تنشأ النيوترونات عالية الطاقة من تصادمات الجسيمات التي تحدث في أحداث عنيفة مثل ثقب أسود يأكل المادة الطارئة أو رشقات أشعة جاما أثناء الوفيات المتفجرة للنجوم. يمكن أيضًا إنتاجها عن طريق التفاعلات بين الأشعة الكونية عالية الطاقة وإشعاع خلفية الكون.
لا تزال دراسة النيوتريونات في مراحلها التكوينية.
وقال Heijboer: “فلماذا يهم؟ إنه في الأساس يحاول فقط فهم ما يجري في الكون”.
(شارك في تقارير ويل دونهام في واشنطن ؛ التحرير بقلم دانييل واليس)