"جسيم الشيطان" ذو القوة القياسية يرتفع قبالة صقلية

(NLDO) - تمكن مرصد يقع على عمق 3450 متراً تحت سطح البحر الأبيض المتوسط من التقاط "جسيم شبح" ربما يحمل علامة المكان الذي بدأ فيه الكون.

وبحسب بحث نُشر مؤخراً في مجلة Nature، فإن أحد مصفوفتي التلسكوب KM3NeT، الواقعتين على عمق 3450 متراً تحت سطح البحر الأبيض المتوسط، قد التقطت آثاراً لـ"جسيمات شبحية" بطاقة قياسية تبلغ 220 بيتا إلكترون فولت (PeV)، وهو ما يزيد 22 مرة عن الرقم القياسي السابق.

"الجسيم الشبح" هو اللقب الذي أطلقه العلماء على النيوترينو، وهو جسيم دون ذري كتلته أصغر بكثير من أي جسيم أساسي معروف.

إنهم يتدفقون باستمرار على الأرض، مثل الأشباح التي تمر عبر كل شيء - من أجسادنا إلى الكرة الأرضية بأكملها - دون أن نتمكن من الشعور بهم.

بفضل التكنولوجيا الحديثة، تمكنت البشرية من التقاط هذه الجسيمات الغامضة واكتشفت أن تتبعها يمكن أن يساعد في خدمة الأبحاث في علم الكونيات والجيوفيزياء...

صورة مُعاد بناؤها لـ KM3NeT تلتقط الضوء الناتج عن تفاعلات النيوترينو - الصورة: KM3NeT

قد يكشف تدفق النيوترينوات المتدفقة إلى البحر الأبيض المتوسط في KM3NeT - الواقع قبالة جزيرة صقلية الإيطالية - عن وحش كوني، وفقًا للفريق الدولي من KM3NeT.

لم تتمكن مجموعة تلسكوبات أعماق البحار هذه من التقاط تيار الجسيمات الشبحية بشكل مباشر، ولكنها تمكنت من التقاط أكثر من 28 ألف فوتون تم إنشاؤها بواسطة النيوترينوات التي تمر عبر حجم الكاشف بالكامل.

يتم طرد الجسيمات بشكل أفقي تقريبًا، مما يعني أن النيوترينوات التي تنتجها يجب أن تمر عبر الكثير من الصخور والمياه في قشرة الأرض قبل أن تصطدم بالذرات الموجودة في مجال رؤية KM3NeT.

يأتي الضوء نفسه من جسيم أولي آخر يسمى الميون، والذي يتم إنشاؤه أثناء التفاعل المتسلسل.

يُقدَّر أن طاقة هذا الميون تبلغ حوالي ١٢٠ بيتا إلكترون فولت، وهو رقمٌ هائلٌ جدًا لهذه الجسيمات. لكن هذا الرقم لا يُذكر مقارنةً بالجسيم السابق له - النيوترينو الشبح.

وتظهر الحسابات أن النيوترينو الذي أنشأ هذا الميون لابد وأن كان يمتلك طاقة تصل إلى 220 بيتا إلكترون فولت.

قليلٌ فقط من الأجرام الفلكية قادرة على تسريع الجسيمات إلى هذه الطاقات القصوى، مثل المستعرات العظمى أو الثقوب السوداء. أحد الأسباب المحتملة هو الكوازار، وهو نوع من الثقوب السوداء الهائلة التي تشعّ باستمرار وتطلق إشعاعاتٍ نحو الأرض.

ولكن نظراً لمستويات الطاقة غير المسبوقة التي تتمتع بها، فمن الممكن أيضاً أن تكون نيوترينوات كونية بدائية، نشأت من تفاعل الأشعة الكونية مع الفوتونات من الإشعاع الخلفي المتبقي من الانفجار الكبير.

قام الفريق بدراسة أربع فرضيات حول منطقة السماء التي من المحتمل أن يكون قد نشأ فيها هذا الجسيم الشبح المحمل بطاقة قياسية.

قد يكون شيئًا داخل مجرتنا؛ أو شيئًا خارج المجرة ولكنه لا يزال داخل الكون المحلي؛ أو حدثًا عابرًا مثل انفجار أشعة جاما؛ أو شيئًا من مجرة بعيدة.

رُفضت الفرضيات الثلاث الأولى بسرعة. ومع الفرضية الأخيرة، ضيّق الفريق نطاق البحث إلى ١٢ كوازارًا محتملًا تقع بين مجرات بعيدة، لكن لم يكن أيٌّ منها مُقنعًا.

لذلك فهم ما زالوا يميلون إلى السيناريو الأخير، والذي من الصعب للغاية تأكيده: إن الجسيمات الشبحية التي تتشكل قبالة سواحل صقلية هي جسيمات شبحية بدائية، تحمل بصمة الانفجار العظيم.

إذا كان الأمر كذلك، فستكون هذه هي المرة الأولى التي ترصد فيها البشرية نيوترينوات مُنتَجة بهذه الطريقة. ولا تزال هذه الفرضية بحاجة إلى مزيد من الدراسة.

المصدر: https://nld.com.vn/hat-ma-quy-manh-ky-luc-khuay-dong-ngoai-khoi-sicily-196250214095503426.htm