العلماء يكتشفون أقوى جسيم شبح طاقي على الإطلاق 👻 – هل قدِم من كون آخر؟

في اكتشاف علمي غير مسبوق، رصد العلماء أكثر جسيم نيوترينو طاقةً تم تسجيله على الإطلاق، حيث يتمتع بطاقة تفوق بثلاثين ضعفًا أي نيوترينو آخر تم اكتشافه سابقًا. ويُعتقد أن هذا الجسيم الطاقي، المعروف بـ"الجسيم الشبح" بسبب طبيعته الغامضة وقدرته على اختراق المادة دون أن يترك أثرًا يُذكر، قد نشأ من مصدر خارج مجرتنا درب التبانة، مما يجعل هذا الاكتشاف نقطة تحول في دراسة الجسيمات الكونية.

تم رصد هذا النيوترينو عالي الطاقة في 12 فبراير 2023 بواسطة مرصد "كيوبك كيلومتر نيوترينو" (KM3NeT)، وهو تلسكوب ضخم يقع على عمق 11,300 قدم تحت سطح البحر الأبيض المتوسط. وأُطلق على الحدث الذي شهد تسجيل هذا الجسيم اسم KM3-230213A. ويُعد هذا الكشف الأول من نوعه، حيث لم يسبق أن تم تسجيل نيوترينو بهذه الطاقة من مصدر يتجاوز مجرتنا.

يُعرف النيوترينو بأنه أحد أكثر الجسيمات إثارة للغموض في الفيزياء، حيث يتميز بكونه عديم الشحنة الكهربائية، وذو كتلة شبه معدومة، ويتفاعل بشكل ضعيف للغاية مع المادة، مما يجعل رصده مهمة شديدة التعقيد. وعلى الرغم من هذه التحديات، يعتبر العلماء النيوترينوات بمثابة "رسل كونية" قادرة على كشف أسرار بعض الظواهر الأكثر عنفًا في الفضاء.

ويقول باسكال كويل، عضو الفريق البحثي بالمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS):

وقد بلغت طاقة هذا الجسيم حوالي 220 مليون مليار إلكترون فولت (TeV)، وهي طاقة هائلة لدرجة أن أكبر مسرّع جسيمات على الأرض – مصادم الهدرونات الكبير (LHC) – لا يستطيع حتى الاقتراب من هذا المستوى الطاقي.

تعتمد تقنية اكتشاف النيوترينوات في مرصد KM3NeT على شبكة من الكواشف المتطورة المغمورة في أعماق البحر، حيث تقوم بالتقاط الومضات الضوئية الخافتة التي تنتج عند اصطدام النيوترينو بجزيئات الماء. وعادةً ما تمر النيوترينوات عبر المادة دون أي تفاعل، ولكن في بعض الأحيان تصطدم بجسيمات أخرى، مما يؤدي إلى توليد جسيمات أخرى مثل الميونات، التي يمكن تتبعها.

في هذه الحالة، تمكن العلماء من تعقب ميون عبر التلسكوب، حيث كان يتحرك بشكل أفقي عبر الكاشف، مما يشير إلى أن مصدره نيوترينو عالي الطاقة. ويؤكد آرت هايجبور، المنسق الفيزيائي للتجربة في معهد نيكيف للفيزياء دون الذرية في هولندا:

لا يزال العلماء غير متأكدين تمامًا من مصدر هذا النيوترينو، لكن هناك فرضيتين رئيسيتين:

يُعد هذا الاكتشاف جزءًا من ثورة "علم الفلك متعدد الرسل"، حيث يعتمد العلماء على مصادر مختلفة من الإشارات الكونية، مثل الضوء والموجات الثقالية والنيوترينوات، لفهم الظواهر الفلكية المعقدة. وتقول روزا كونيجليون، الباحثة في المعهد الوطني للفيزياء النووية بإيطاليا وعضو فريق KM3NeT:

ومع استمرار العلماء في جمع البيانات وتحليلها، يأملون أن يساعد هذا الاكتشاف في فك ألغاز بعض العمليات الأكثر نشاطًا في الكون، وربما تقديم أدلة على وجود فيزياء جديدة لم تُكتشف بعد.