دكتور إيهاب محمد زايد – مصر
تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في الاستفادة من إشارة أخرى ناتجة عن تأثير النيوترينو: نبضة من موجات الراديو. نظرًا لأن الموجات تنتقل لمسافة تصل إلى كيلومتر واحد داخل الجليد ، يمكن لمجموعة متباعدة على نطاق واسع من الهوائيات الراديوية بالقرب من السطح أن تراقب حجمًا أكبر بكثير من الجليد ، بتكلفة أقل ، من آيس كيوب نيوترينو ، بسلاسل طويلة من كاشفات الفوتون في أعماق الجليد. يعد مرصد النيوترينو الراديوي في جرينلاند (RNO-G) ، الذي تقوده جامعة شيكاغو وجامعة بروكسل الحرة ومركز التسريع الألماني DESY ، أول جهد متضافر لاختبار هذا المفهوم. عند اكتماله في عام 2023 ، سيكون به 35 محطة ، تضم كل منها عشرين هوائيًا ، وتغطي مساحة إجمالية قدرها 40 كيلومترًا مربعًا. قام الفريق بتركيب المحطة الأولى الأسبوع الماضي بالقرب من محطة سوميت التي تديرها الولايات المتحدة ، عند قمة لوح الجليد في جرينلاند ، وانتقل إلى المحطة الثانية. البيئة بعيدة ولا ترحم. يقول ديكونو: “إذا لم تحضر شيئًا ما ، فلن تتمكن من شحنه بسرعة”. “عليك أن تفعل ما لديك.”
يُعتقد أن النيوترينوات الكونية التي يأمل الفريق في التقاطها تنبع من محركات كونية عنيفة. مصادر الطاقة الأكثر احتمالا هي الثقوب السوداء الهائلة التي تتدفق على المواد من المجرات المحيطة بها. تتبعت آيس كيوب نيوترينو نيوترينوات في الفضاء السحيق مع طاقات أقل من بيرت وإيرني وبيج بيرد إلى مجرات ذات ثقوب سوداء ضخمة – وهي علامة على أنها على المسار الصحيح. لكن هناك حاجة إلى عدد أكبر من النيوترينوات ذات الطاقات العالية لتأكيد الارتباط.
للقبض على نيوترينوات الفضاء السحيق ، يضع علماء الفلك مصائدًا في جليد جرينلاند أشار إلي هذا المحرر العلمي دانيال كليري بمجلة العلوم الأمريكية.على ارتفاع الغطاء الجليدي في جرينلاند ، يقوم الباحثون بحفر الآبار هذا الأسبوع. لكنهم ليسوا علماء أرض يبحثون عن أدلة على المناخ الماضي. إنهم علماء فيزياء فلكية للجسيمات ، يبحثون عن المسرعات الكونية المسؤولة عن الجسيمات الأكثر نشاطًا في الكون. من خلال وضع مئات الهوائيات الراديوية على سطح الجليد وعشرات الأمتار تحته ، يأملون في حبس الجسيمات المراوغة المعروفة باسم النيوترينوات عند طاقات أعلى من أي وقت مضى. يقول كوزمين ديكونو من جامعة شيكاغو ، متحدثًا من محطة ساميت في جرينلاند: “إنها آلة اكتشاف ، تبحث عن النيوترينوات الأولى في هذه الطاقات”.
تسجل أجهزة الكشف في أماكن أخرى من الأرض أحيانًا وصول الأشعة الكونية فائقة الطاقة (UHE) ، وهي نوى ذرية تصطدم بالغلاف الجوي بسرعات عالية جدًا بحيث يمكن لجسيم واحد أن يحزم قدرًا من الطاقة مثل كرة التنس المصابة جيدًا. يريد الباحثون تحديد مصادرهم بدقة ، ولكن لأن النوى مشحونة ، فإن المجالات المغناطيسية في الفضاء تنحني مساراتها ، مما يحجب أصولها.
هذا هو المكان الذي تأتي فيه النيوترينوات. يعتقد النظريون أنه عندما تنطلق الأشعة الكونية UHE من مصادرها ، فإنها تفرخ ما يسمى بالنيوترينوات الكونية عندما تصطدم بالفوتونات من الخلفية الكونية الميكروية ، التي تسود الكون. لأنها غير مشحونة ، تنتقل النيوترينوات إلى الأرض بشكل مستقيم مثل السهم. تأتي الصعوبة في الإمساك بهم. تشتهر النيوترينوات بالتردد في التفاعل مع المادة ، مما يسمح لتريليونات الدولارات بالمرور من خلالك كل ثانية دون أي إشعار. يجب مراقبة كميات ضخمة من المواد لالتقاط حفنة من النيوترينوات التي تصطدم بالذرات.
أكبر كاشف من هذا القبيل هو مرصد آيس كيوب نيوترينو في القارة القطبية الجنوبية ، والذي يراقب ومضات الضوء من اصطدام النيوترينوهات عبر كيلومتر واحد مكعب من الجليد تحت القطب الجنوبي. منذ عام 2010 ، اكتشف آيس كيوب نيوترينو العديد من نيوترينوات الفضاء السحيق ، ولكن حفنة فقط – بأسماء مستعارة تشمل بيرت وإيرني وبيج بيرد – تقترب طاقاتها من 10 بيتا إلكترون فولت (PeV) ، وهي الطاقة المتوقعة من النيوترينوات الكونية ، كما تقول أولغا بوتنر ، وهي مكعب ثلجي عضو الفريق في جامعة أوبسالا. “لاكتشاف العديد من النيوترينوات ذات الطاقات الأعلى في غضون فترة زمنية معقولة ، نحتاج إلى مراقبة كميات أكبر بكثير من الجليد.”
بالإضافة إلى تحديد مصادر الأشعة الكونية UHE ، يأمل الباحثون أن تُظهر النيوترينوات ما تتكون منه هذه الجسيمات. هناك نوعان من الأدوات الرئيسية التي تكشف عن الأشعة الكونية UHE تختلف في تكوينها. تشير البيانات المأخوذة من مصفوفة التلسكوب في ولاية يوتا إلى أنها عبارة عن بروتونات حصرية ، بينما يشير مرصد بيير أوجيه في الأرجنتين إلى اختلاط نوى أثقل بين البروتونات. يجب أن يختلف طيف الطاقة للنيوترينوات التي تولدها تلك الجسيمات اعتمادًا على شركاتها الوضع – والذي بدوره يمكن أن يقدم أدلة على كيفية ومكان تسريعها.
تقول آنا نيليس من جامعة فريدريش ألكساندر إرلانجن نورنبرغ قد تلتقط RNO-G عددًا كافيًا من النيوترينوات للكشف عن هذه الاختلافات في الطاقة ،وهي إحدى قادة المشروع ، والتي تقدر أن RNO-G قد تلتقط ما يصل إلى ثلاثة نيوترينوات كونية سنويًا. لكنها تقول: “إذا لم نكن محظوظين” ، فقد تكون الاكتشافات نادرة جدًا لدرجة أن تسجيل هدف واحد فقط قد يستغرق عشرات الآلاف من السنين.
حتى لو أثبتت RNO-G أنها لعبة انتظار ، فهي أيضًا اختبار لمجموعة راديو أكبر بكثير ، تمتد على مساحة 500 كيلومتر مربع ، مخطط لها كجزء من ترقية آيس كيوب نيوترينو. إذا كانت النيوترينوات الكونية موجودة ، سيجدها الجيل الثاني آيس كيوب نيوترينو ويحل مسألة ماهيتها. يقول نيليس: “يمكن إغراقها بالنيوترينوات ، بمعدل 10 كل ساعة”. “لكن علينا أن نكون محظوظين.”
More Stories
استجابة رسمية.. هيئة الدواء المصرية تتحرك بعد ما أثارته الإعلامية الدكتورة هبة يوسف
إستراتيجية إدارة المورد البشري واستدامته: هندسة الملاكات الوظيفية وربط الاحتياجات بالخطة الاستراتيجية العامة
حين يكتب النفاق قصائده