أعلن العلماء اليوم ، 12 يوليو ، أن العلماء رصدوا جسيمًا "شبحيًا" عالي الطاقة وصغيرًا للغاية ، يسمى نيوترينو يطير عبر جليد القطب الجنوبي ، وتتبع أصوله إلى بليزر معين.
إن الفيزيائيين متحمسون للغاية للعمل البوليسي الذي أخبرهم عن مكان ولادة النيوترينو. ولكن ما هو النيوترينو على أي حال ، ولماذا يهم من أين جاء الشيء؟
النيوترينو هو جسيم دون ذري صغير مثل الإلكترون ، ولكن بدون أي شحنة. يعرف العلماء أن للنيوترينوات كتلة صغيرة جدًا ، لكنهم لا يستطيعون تحديد مقدار الضآلة. والنتيجة هي أن النيوترينوات تميل إلى إعطاء الكتف الآخر مادة أخرى: فهي لا تتفاعل مع محيطها في كثير من الأحيان ، مما يجعل من الصعب على العلماء اكتشافه. [تتبع النيوترينو إلى مصدره: الاكتشاف بالصور]
ومع ذلك ، فإنهم في كل مكان - جسمك يُضرب بنحو 100 تريليون نيوترينو كل ثانية. ويعتقد العلماء أن الجسيمات الغريبة قد تمسك بمفتاح بعض من أكبر الألغاز حول الكون ، بما في ذلك سبب فوز المادة على المادة المضادة في وقت مبكر بعد الانفجار العظيم.
قالت كيت شولبرغ ، فيزيائية الجسيمات في جامعة ديوك في نورث كارولينا ، لموقع Space.com: "النيوترينوز رائعة". إنها متحيزة ، لأنها أمضت حياتها المهنية في دراسة الأشياء الصغيرة ، لكن هذا لا يجعلها خاطئة. "علينا أن نفهمها إذا أردنا أن نفهم كل شيء."
البحث الجديد هو خطوة صغيرة للعلماء الذين يأملون في القيام بذلك. بدأ الاكتشاف في مرصد IceCube Neutrino بالقرب من القطب الجنوبي في سبتمبر. في أعماق الصفيحة الجليدية في القطب الجنوبي ، تتبع شبكة من الكواشف مسار النيوترينو الثلاثي الأبعاد.
كان المسار واضحًا بما فيه الكفاية بحيث يمكن للفيزيائيين متابعة رحلة النيوترينو للخلف في خط مستقيم عبر الكون. في أقل من دقيقة ، طلبوا من علماء الفلك حول العالم تحويل مقاريبهم إلى تلك المنطقة من السماء وملاحظة ما إذا رأوا أي شيء مثير للاهتمام. وقد فعلوا ذلك بالتأكيد - كان هناك blazar ، مصدرًا ضخمًا للضوء عالي الطاقة يسمى أشعة غاما ، في نفس الحي بالتحديد ، وتمكن العلماء من تأكيد blazar كمصدر النيوترينو.
كانت العملية ممكنة لأن النيوترينوات ، مثل فوتونات الضوء ، يمكن أن تعبر مسافات كبيرة للغاية في الكون في خطوط مستقيمة ، دون أن تنجرف عن المسار. الأنواع الأخرى من الجسيمات عالية الطاقة لا تستطيع فعل ذلك لأنها مشحونة. وقال جريج سوليفان ، الفيزيائي في جامعة ماريلاند الذي يعمل مع مرصد IceCube Neutrino والذي شارك في البحث الجديد ، لموقع Space.com: "إنهم يأتون وهم يتدافعون هنا". "لا يمكننا تتبعهم من حيث أتوا."
لقد أزعج التحدي العلماء لمدة قرن تقريبًا ، لأنه يعني أنهم لا يستطيعون تحديد نوع الأجسام التي تخلق نوع الجسيمات المشحونة للغاية. حفز الإحباط العلماء على فتح IceCube ، كاشف النيوترينو الوحيد الكبير بما يكفي لالتقاط الجسيمات عالية الطاقة بشكل لا يصدق المولود خارج مجرتنا ، في عام 2010.
قال سوليفان: "كان النيوترينو يبشر بالوعد لبعض الوقت بقدرته على رسم خريطة السماء كما تفعل مع الضوء ولكن في طاقات أعلى". "يمكننا طرح أسئلة أو محاولة الإجابة عن أسئلة لا يمكنك خلاف ذلك."
يقوم علماء الفلك بالفعل بتسخير النيوترينوهات ذات الطاقة المنخفضة من خلال شبكة يديرها Scholberg تنتظر استخدام دفعة من النيوترينوات لرصد المستعر الأعظم التالي للانهيار في درب التبانة.
تمت ملاحظة مثل هذا المستعر الأعظم آخر مرة في عام 1987 ، قبل وجود كاشفات النيوترينو الحديثة. ولكن عندما تنفجر المرحلة التالية ، ترغب شولبرغ وزملاؤها في استخدام انفجار النيوترينو لتنبيه الفلكيين في الوقت المناسب لالتقاط توقيع الضوء. ستخبر النيوترينوات نفسها العلماء أيضًا عما كان يحدث خلال الحدث. قال شولبرج "يمكنك أن ترى بالفعل ثقبًا أسود يولد في النيوترينوات".
وهذا ، مثل أبحاث blazar الجديدة ، سيكون إنجازًا في ما يسميه العلماء علم الفلك المتعدد الرسل ، والذي يستخدم فئتين مختلفتين أو أكثر من البيانات ، مثل الفوتونات الضوئية والنيوترينوات وموجات الجاذبية. المزيد من أنواع البيانات يعني المزيد من المعلومات العامة حول ما حدث.
قال سوليفان "إنه مثل لغز كبير ونحن نحاول ملء القطع". "من خلال رؤية الصورة في طاقات مختلفة وجسيمات مختلفة ، يمكننا حقًا محاولة فهم فيزياء ما يحدث."
لكن سوليفان وزملائه ليسوا راضيين عن التوقف عند إعلان اليوم. وقال "هذه هي الخطوة الأولى" ، مضيفًا أن الفيزيائيين يأملون في بناء كاشف نيوترينو أكبر من IceCube. "لدينا الكثير لنتعلمه ونرى."
