مرصد جديد.. الصين تطور تقنية لرصد الجسيمات الشبحية في أجوائها

النيوترينوات والجسيمات الشبحية: تجربة مرصد جيانغمن للنيوترينوات تحت الأرض لكشف أسرار المادة المظلمة وأصل الكون تخفي في أعماقها جبال جنوب الصين واحدة من أكثر التجارب العلمية طموحًا، حيث يعمل مرصد جيانغمن للنيوترينوات على عمق يتجاوز 700 متر في مهمة حجر الزاوية لفهم الجسيمات الدقيقة التي تسمى النيوترينوات، بهدف استكشاف المادة المظلمة وجذور نشأة الكون، مستثمرًا أكثر من 300 مليون دولار في هذا المشروع الملحمي.

صيد الجسيمات الشبحية النيوترينوات في البحث العلمي

تعد النيوترينوات أو “الجسيمات الشبحية” من أكثر الجسيمات غموضًا في الكون، فهي صغيرة جدًا وتكاد تخلو من الكتلة، وتتدفق باستمرار من النجوم والانفجارات النووية عبر كل شيء حولنا، بما في ذلك أجسادنا، الأمر الذي يصعّب رصدها بشكل مباشر، لذا يعتمد العلماء على تسجيل تأثير اصطدامها بمادة أخرى؛ ذلك الاصطدام ينتج ومضات ضوئية تكشف عن وجودها وتسمح بدراستها. استخدام هذه الطريقة لصيد النيوترينوات يشكل قلب التجربة في مرصد جيانغمن، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم الظواهر الكونية.

تصميم مرصد جيانغمن للنيوترينوات تحت الأرض: ابتكار لحماية التجارب الحساسة

تم اختيار موقع المرصد على عمق 700 متر تحت الأرض، في قلب الجبال، لتوفير درع طبيعي يحمي التجارب من الإشعاعات الكونية التي قد تؤثر على النتائج بدقة، ويحتوي القلب العلمي للتجربة على كرة ضخمة مليئة بسائل خاص تتوهج عند مرور النيوترينوات، وتقع داخل أسطوانة ضخمة تحتوي على 45 ألف طن من المياه النقية النقية، حيث تنتج اصطدامات النيوترينوات حوالي 50 ومضة ضوئية يوميًا، وهو رقم يتطلب استخدام أجهزة عالية الحساسية لتسجيل تلك الإشارات الصغيرة بدقة متناهية.

تحديات قياس النيوترينوات ومواكبة المشاريع العالمية

للتحقق من دقة النتائج وتحليلها بشكل موثوق، يحتاج فريق العلماء إلى تجميع نحو 100 ألف ومضة ضوئية خلال فترة تمتد لحوالي ست سنوات، وتقدم مشاريع مماثلة في اليابان والولايات المتحدة مكملاً هامًا لهذا الجهد من خلال توفير بيانات إضافية تُقارن وتُؤكد باستخدام تقنيات وأدوات متنوعة ومنهجيات مختلفة، من المتوقع بدء تبادل هذه البيانات وتأكيدها اعتبارًا من عام 2027، ما يثري فهمنا ويعزز النتائج بشكل ملحوظ في مجال دراسة النيوترينوات والجسيمات الشبحية.

• عمق المرصد: 700 متر تحت سطح الأرض
• السائل الخاص: يتوهج عند مرور النيوترينوات
• وزن المياه النقية في الأسطوانة: 45 ألف طن
• معدل ومضات الضوء اليومية: 50 ومضة تقريبا
• عدد الومضات المطلوبة للنتائج الدقيقة: 100 ألف ومضة
• مدة التجميع المتوقعة: 6 سنوات

تُعد النيوترينوات جزءًا لا يتجزأ من تاريخ الكون، إذ يعود وجودها إلى لحظة الانفجار العظيم، ومن خلال فهم سلوكها وتفاعلاتها قد يتسنى تفسير كيفية تشكل الكون وتوسع المادة على مدى مليارات السنين، ويرى العلماء في تجربة مرصد جيانغمن للنيوترينوات خطوة مهمة نحو فتح أسرار المادة المظلمة والعمليات الكونية التي وقعت في الفترات الأولى من عمر الكون، لتُعد واحدة من أبرز محاولات البشرية لفك شفرة أعمق الغوامض العلمية التي تحددت في فهم جوهر الوجود نفسه.