کشف تاریخی فیزیکدانان: رصد مستقیم نوترینوهای خورشید در عمق زمین
پژوهشگران حوزه فیزیک ذرات، گام بلندی در مسیر آشکارسازی مستقیم یکی از اسرارآمیزترین ذرات کیهان، یعنی «نوترینو» برداشتهاند. این کشف میتواند درک بشر از مکانیسمهای درونی ستارهها و تکامل کیهان را متحول کند.
به گزارش ایتنا[2]، نوترینوها که غالباً با عنوان «ذرات شبح» شناخته میشوند، به دلیل بار الکتریکی خنثی و جرم فوقالعاده ناچیز، به ندرت با ماده معمولی برهمکنش میکنند. این ذرات در پی واکنشهای هستهای، به ویژه در قلب خورشید و سایر ستارگان، به وفور تولید میشوند و هر ثانیه، تریلیونها عدد از آنها بدون هیچ اثری از بدن هر انسانی عبور میکنند. همین ویژگی «نامرئی بودن»، ردیابی و مطالعه آنها را به یکی از چالشبرانگیزترین مأموریتهای فیزیک مدرن تبدیل کرده است.
تیمی بینالمللی از دانشمندان با انتشار مقالهای جدید، از مشاهده مستقیم برهمکنش نوترینوهای پرانرژی خورشیدی با هسته اتمهای کربن خبر دادهاند. در این فرآیند کمیاب، نوترینوها، هستههای «کربن-۱۳» را به ایزوتوپ ناپایدار «نیتروژن-۱۳» تبدیل میکنند.
کلید موفقیت: یک رصدخانه در اعماق زمین
دستیابی به این موفقیت، مرهون وجود آشکارساز فوقحساس و پیشرفتهای در اعماق زمین است. این تجهیزات در آزمایشگاه SNOLAB کانادا و در عمق یک معدن فعال نصب شدهاند. قرارگیری در این عمق، لایهای طبیعی در برابر پرتوهای کیهانی و تابشهای زمینه ایجاد میکند که در غیر این صورت، سیگنالهای بسیار ضعیف نوترینوها را به کلی محو میکرد.
مکانیسم رصد: ردپای دوگانه یک برهمکنش
شیوه آشکارسازی این پدیده مبتنی بر ثبت دو درخشش متوالی است:
۱. درخشش اول در لحظه برخورد نوترینو با هسته کربن و تبدیل آن به نیتروژن رادیواکتیو.
۲. درخشش دوم که ناشی از واپاشی رادیواکتیو همان هسته نیتروژن ایجادشده است.
ثبت همزمان این دو رویداد، شاهدی قطعی بر وقوع برهمکنش نوترینو محسوب میشود. دادههای این تحقیق که طی سالهای ۲۰۲۲ و ۲۰۲۳ جمعآوری شده، چندین مورد از این رویدادهای نادر را تأیید میکند.
«گالیور میلتون»، دانشجوی دکتری دانشگاه آکسفورد و از اعضای این پژوهش، در این رابطه میگوید: «ثبت این برهمکنش، یک دستاورد خارقالعاده است. با وجود نادر بودن ایزوتوپ کربن-۱۳، موفق شدیم نوترینوهایی را رصد کنیم که در قلب خورشید متولد شده و مسافت عظیم منظومه شمسی را تا رسیدن به آشکارساز ما پیمودهاند.»
این دستاورد نه تنها توانمندی فناوریهای نوین آشکارسازی را به رخ میکشد، بلکه دریچهای بیسابقه برای مطالعه مستقیم فرآیندهای همجوشی هستهای در خورشید و آزمودن مدلهای استاندارد فیزیک ذرات در انرژیهای بسیار بالا میگشاید. تحلیل دقیقتر این دادهها میتواند به پرسشهای دیرینه درباره ماهیت ماده، تکامل ستارگان و تاریخچه کیهان پاسخ دهد.∎[3][4]
[1]References
Authors: صاحبخبران - جدیدترین و آخرین اخبار ایران و جهان - علمی-فناوری