"جسيم شبح" قد يعيد كتابة قواعد الفيزياء!

 

ورُصد الجسيم الغامض لأول مرة في منتصف التسعينيات في تجربة أثارت حيرة العلماء. ومع ذلك، لا يمكن تكرار نتيجة تلك التجربة، حتى الآن.

 

وفي حال إثبات صحة الدراسة الأخيرة، فمن المرجح أن تتغير أسس فيزياء الجسيمات.

 

ويمكن أن يساعد هذا الجسيم في حل الألغاز الكونية مثل وجود المادة المظلمة، وهي مادة مجهولة تشكل ما يقرب من 27% من الكون.

 

وتعد النيوترونات من أكثر الجسيمات وفرة في الكون، كما تسافر تريليونات النيوترونات عبر جسمك. وتقريبا، لا تحتوي الجسيمات على كتلة، ونادرا ما تتفاعل مع المادة، ما يعني أنه من غير المحتمل أن يكون لها أي تأثير على جسيمات جسمك، ما يمنحها وصف "الشبحية".

 

ومع مرور موجات النيوترينو عبر الفضاء، تتعرض للتذبذب بشكل دوري لتنتقل الجسيمات ذهابا وإيابا بين "شكل أو نكهة" وأخرى.

 

وحدد الفيزيائيون بالفعل 3 "أشكال" من النيوترينو: الميون والإلكترون والتاو، ولكن في العقود الأخيرة، افترض العديد من الباحثين وجود نوع رابع من الجسيمات هو "نيوترينو الخامل"، الذي يمكن أن يساعد في تفسير الأصول الغامضة للمادة المظلمة.

 

وفي حديثها مع LiveScience، قالت كيت شولبيرغ، عالمة فيزياء الجسيمات في جامعة Duke، إن "هذا الاكتشاف يتجاوز النموذج القياسي، ويتطلب وجود جسيمات جديدة وإطار تحليلي جديد".

 

ويقول الباحثون إن نيوترينو الافتراضي يمتلك كتلة تختلف عن الأنواع الأخرى، ويتفاعل مع الجاذبية فقط، ما يجعل من الصعب للغاية اكتشافه. ولكن يمكن "رصده" بملاحظة تأثيره على الأنواع الأخرى من النيوترونات.

 

وهذا ما حدث أثناء إجراء تجربة في MiniBooNE ضمن مختبر Fermi National Accelerator الواقع بالقرب من شيكاغو، حيث تم إشعال حزم من النيوترونات الميونية في خزان النفط.

 

وتذبذبت بعض تلك النيوترونات إلى نيوترينو الإلكترون الذي أنتج ومضات من الضوء سجلها الباحثون باستخدام أجهزة الكشف داخل النفط. وشاهد الباحثون 2437 تفاعلا، أي ما يزيد بنحو 460 عن التفاعلات المحتملة.

 

وتسلط النتائج الأخيرة الضوء على تلك التي سجلها جهاز الكشف عن السوائل (LSND)، في تجربة داخل مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو، والذي انتهى العمل فيه، خلال منتصف التسعينيات. ويذكر أنها التجربة "الأخرى" الوحيدة التي كشفت عن وجود نيوترينو الخامل.

 

ويدعي الباحثون أن التجربتين اكتشفتا وجود كميات أكبر من نيوترينو ما يمكن تفسيرها، مع وصف النموذج القياسي لتذبذب النيوترينو. كما يعتقدون أنه يتذبذب ويتحول إلى نيوترينو مخفي وأثقل وخامل، يستحيل على الكاشف التعرف عليه قبل عودته إلى المجال القابل للكشف.

 

يذكر أنه في العام الماضي، فشل كاشف الجسيمات IceCube في القطب الجنوبي، في إظهار أي دليل على وجود النيوترينو الخامل.