مرصد مدفون تحت القارة القطبية الجنوبية يرصد سبعة “جسيمات شبحية” محتملة

يعتقد الباحثون الذين يعملون على بيانات من مرصد آيس كيوب نيوترينو المدفون في أعماق جليد القطب الجنوبي أنهم ربما رصدوا نيوترينو تاو، وهو نكهة معينة للجسيمات دون الذرية من الفضاء. ظهرت الإشارات السبع المرشحة خلال 9.7 سنة من بيانات المرصد، وهي شهادة على مدى مراوغة هذه الجسيمات الصغيرة.

يمر حوالي 100 تريليون نيوترينو عبر جسمك كل ثانية، وفقًا للمرصد. هم ال أخف الجسيمات التي نعرفها التي لها كتلة، وهي أساسية، مما يعني أنها لا تتكون من وحدات بناء مادية أصغر. من المقرر نشر نتائج التعاون في Physical Review Letters وهي كذلك المستضافة حاليا على خادم الطباعة المسبقة arXiv.

وقال دوج كوين، عالم الفيزياء: “إن اكتشاف سبعة أحداث مرشحة لنيوترينو تاو في البيانات، إلى جانب الكمية المنخفضة للغاية من الخلفية المتوقعة، يسمح لنا بالادعاء بأنه من غير المرجح إلى حد كبير أن تتآمر الخلفيات لإنتاج سبعة دجالين من نيوترينو تاو”. في جامعة ولاية بنسلفانيا وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة، في الافراج عن آيس كيوب. “إن اكتشاف نيوترينوات تاو الفيزيائية الفلكية يوفر أيضًا تأكيدًا قويًا على اكتشاف آيس كيوب السابق لتدفق النيوترينو الفيزيائي الفلكي المنتشر.”

أنا أعرف: ما هو بحق الجحيم “تدفق النيوترينو الفيزيائي الفلكي المنتشر”؟ يشير هذا إلى التدفق الكثيف للنيوترينوات القادمة من أعماق الفضاء، بعيدًا عن الحي الكوني الصغير نسبيًا وهو درب التبانة. يتكون التيار في الغالب من نيوترينوات الإلكترون والتاو، و أ نسبة صغيرة من نيوترينوات الميون.

تأتي الجسيمات من أعماق الفضاء بأشكال وأحجام عديدة، لكن معظم أحجامها صغيرة جدًا. ويُحسب لهم أنه تمت ملاحظة النيوترينوات بشكل مباشر. آحرون، مثل المحور الافتراضيتظل بعيدة المنال، وإذا ثبت وجودها فقد تكون مسؤولة على الأقل عن بعض المادة المظلمة في الكون.

يتكون IceCube من كابلات طويلة تربط معًا أكثر من 5000 جهاز حساس للضوء تكتشف ومضات نادرة من الضوء الأزرق تحدث عندما تتفاعل النيوترينوات مع الجزيئات الموجودة في جليد القطب الجنوبي. وقال كوين إن احتمالات حدوث ضجيج في الخلفية لإشارة تاو نيوترينو كانت أقل من واحد في 3.5 مليون. أفاد الفريق أن اكتشافهم الجديد “يستبعد غياب النيوترينوات الفيزيائية الفلكية (تاو) عند مستوى (5 سيجما).” في الأساس، يمكنك اعتبار أن نيوترينوات التاو نادرة إلى حد التلاشي، لكنها موجودة.

يقوم Fermilab ببناء كاشفات النيوترينو الخاصة به على بعد ميل واحد من الرصاص، داكوتا الجنوبية. تقع هذه الكواشف – المعروفة معًا باسم تجربة النيوترينو العميقة تحت الأرض (أو DUNE) – على بعد حوالي ميل واحد تحت سطح الأرض، ومن المتوقع أن يبدأ تشغيل الكاشف الأول في عام 2029.

ظل IceCube يكدح تحت القارة القطبية الجنوبية لأكثر من عقد من الزمن، لذلك سيكون على DUNE بعض اللحاق بالركب. لكن تجربتين لكاشف النيوترينو أفضل من تجربة واحدة، لذا، هذا عقد آخر من الاكتشاف.

أكثر: لماذا تراهن الولايات المتحدة بكل شيء على الجسيمات الأكثر إثارة للحيرة في الكون؟