كاشف Juno الصيني يعلن أول قياسات للنيوترينو من مختبر تحت الأرض

عرض كاشف ضخم شُيّد عميقاً تحت سطح الأرض في الصين أول نتائجه العلمية المهمة، مقدماً بيانات جديدة عن الجسيمات المراوغة المعروفة باسم النيوترينوهات.

بدأ مرصد جيانغمن تحت الأرض للنيوترينو، أو JUNO، تسجيل المعلومات في أغسطس. وتتمثل مهمته في دراسة النيوترينوهات، وهي جسيمات بالغة الصغر من الكون المبكر موجودة منذ الانفجار العظيم. وتمر تريليونات منها عبر جسم الإنسان كل ثانية من دون أن تسبب ضرراً، لكن كتلتها القريبة من الصفر تجعل رصدها بالغ الصعوبة.

في بحث نُشر الأربعاء في مجلة Nature، أفاد تعاون JUNO بنتائج أول شهرين من تشغيله. وقال الفريق إن البيانات تشمل بعضاً من أدق القياسات حتى الآن للطريقة التي تتحول بها النيوترينوهات بين ثلاثة أنواع، تُعرف باسم النكهات، أثناء سفرها عبر الفضاء.

"إنه يجعلني أتطلع حقاً إلى مزيد من النتائج المثيرة في المستقبل"، قالت عالمة الفيزياء في Duke University كيت شولبرغ، التي لم تشارك في الدراسة.

يقع كاشف JUNO الدائري على عمق 2,297 قدماً، أو 700 متر، تحت السطح. ويدرس مضادات النيوترينو الناتجة عن تفاعلات في محطتين قريبتين للطاقة النووية. ومضادات النيوترينو هي النظائر الشبيهة بالمرآة للنيوترينوهات، ويستخدمها الباحثون لمعرفة المزيد عن سلوك النيوترينوهات.

عندما تصطدم مضادات النيوترينو بجسيمات داخل الجهاز، يُحدث التفاعل ومضة ضوئية يمكن قياسها.

يأمل الباحثون أن يساعد JUNO في حسم سؤال رئيسي في فيزياء الجسيمات: كيف تتقارن نكهات النيوترينو الثلاث من حيث الكتلة. ويعتقد العلماء أن اثنتين من النكهات متقاربتان في الوزن وأن الثالثة مختلفة، لكنهم لم يؤكدوا بعد ما إذا كان الزوج أثقل أم أخف من النكهة الشاذة.

لا تحل النتائج الأولى هذا اللغز. لكنها تُظهر حساسية الكاشف وتبين أنه "سيكون قادراً على اختبار التموجات الأدق" التي تميز نكهات النيوترينو وكتلها، قال ليانغجيان ون، وهو مؤلف مشارك في الدراسة وعضو في تعاون JUNO.

من المتوقع أن يبدأ مشروعان كبيران آخران للنيوترينو، Hyper-Kamiokande في اليابان وDeep Underground Neutrino Experiment في الولايات المتحدة، جمع البيانات خلال العقد المقبل. ويخطط العلماء لاستخدام تلك التجارب لمقارنة النتائج مع JUNO عبر أساليب منفصلة.