النيوترينوات يمكن أن تكون المفتاح لحل أسرار الكون

أعلنت مجموعة دولية من الفيزيائيين مع فريق من جامعة شيفيلد (University of Sheffield) عن نتائج تجربة جديدة تظهر أن هنالك اختلافًا في الطريقة التي تتصرف بها النيوترينوات (neutrinos) عن النيوترينوات المضادة. يمكن أن تساعدنا هذه النتائج على فهم لماذا يوجد الكثير من المادة في الكون؛ في حين أن هنالك القليل جدًا من المادة المضادة.

تعتبر النيوترينوات من الجسيمات الأساسية التي تشكل جزءًا من مكونات الكون، وأكثر الجسيمات الغامضة حتى الآن بالنسبة لعالم الجسيمات دون الذرية، مع ذلك في كل ثانية يمرّ من خلال جسمك ما يقارب 50 تريليون نيوترينو مع الأشعة القادمة من الشمس.

إن فهم فيما إذا كان هنالك اختلاف في سلوك النيوترينوات عن النيوترينوات المضادة هو أمر بالغ الأهمية، لأنه إذا تصرّفت جميع أنواع المادة والمادة المضادة بنفس الطريقة فهذا يعني أنه كان من المفترض أن أحدهما تمحي الأخرى تمامًا بعد فترة قصيرة من لحظة الانفجار العظيم.

للكشف عن التغيّرات في النيوترينوات المعروفة بالتذبذبات (oscillations)، تمّ العمل على تجربة يطلق عليها (T2K) حيث يتم إطلاق حزمة أشعة تقوم بتحويل النيوترينوات إلى النيوترينوات المضادة في مختبر (J-PARC) على الساحل الشرقي لليابان.

عندما تصل حزمة الأشعة إلى كاشف سوبر كاميوكاند (Super-Kamiokande) الذي يبعد 295 كم عن مختبر (J-PARC)، يبحث العلماء عن الفرق في التذبذبات بين النيوترينوات والنيوترينوات المضادة.

يقول البروفيسور لي طومسون (Lee Thompson) أستاذ فيزياء الجسيمات التجريبية في جامعة شيفيلد هو أحد أعضاء الفريق الدولي في تجربة (T2K) وكان يعمل على المشروع منذ إنشائه عام 2006: «كاشف سوبر كاميوكاند يسجل نتائج التفاعلات بين النيوترينوات والنيوترينوات المضادة؛ وبذلك يسمح لنا بدراسة الطرق التي تتذبذب بها النيوترينوات والنيوترينوات المضادة. ما تشير إليه نتائج تجربة (T2K) هو أن النيوترينوات المضادة لا تتذبذب بنفس الطريقة التي تتذبذب فيها النيوترينوات، كما يبدو قد يكون هناك اختلاف أو عدم تناظر بين سلوك المادة والمادة المضادة».

على الرغم من أن هذا العمل واعد لكن لا تزال هناك شكوك منهجية. كما أن البروفيسور طومسون مع زملائه الدكتور ماثيو مالك (Dr Matthew Malek) والدكتورة سوزان كارترايت (Dr Susan Cartwright) يشكلون أيضًا جزءًا من فريق دولي يقوم بتصميم كاشف نيوتريونات من الجيل الجديد يسمى هايبر كاميوكاند (Hyper-Kamiokande) أو هايبر كي (HyperK) والذي سيكون أكبر بكثير من سوبر كاميوكاند.

يقول البروفيسور طومسون: «بمجرد أن يدخل كاشف هايبر كي الجديد للخدمة، سيقدم للعلماء في شيفيلد وحول العالم فرص أكبر لدراسة سلوك النيوترينوات، ونحن سعداء لنكون شركاء في هذا المشروع الرائع».

  • إعداد: سرمد يحيى
  • تدقيق: دانه أبو فرحة
  • تحرير:  زيد أبو الرب

المصدر