حصل كل من الياباني تاكاكي كاجيتا (56 عاماً) والكندي
أرثر ماكدونالد (72 عاماً) على جائزة نوبل للفيزياء يوم الثلاثاء السادس من تشرين
الأول/أكتوبر عام 2015. وهذه الجائزة المشتركة تعود إلى "اكتشافهما اهتزازات
النيوترينو، وهي الاهتزازات التي تظهر أن للنيوترينو كتلة" وفي هذا حسم نهائي
للسؤال الخاص بوجود أو عدم وجود كتلة لهذا الجسيم.
النيوترينو هو
جسيم من الجسيمات النووية لا شحنة كهربائية له، وهو جسيم يعبر عن أصغر كمية حقيقية
يعرفها الإنسان (ومن هنا اسمه الذي يعني: الحيادي الكهربائي بالتصغير، أي الحيادوي)،
وهو الدليل الوحيد على وجود المادة السوداء. وهي المادة التي لا يمكن رؤيتها
بالمناظير، ولكنها الأكثر توفراً في الكون. فهي تشغل 95.1% منه بحسب مفهوم الكتلة
الطاقية. ووجود هذه المادة ضروري للحفاظ على توازن الكون وفق مفهوم الجاذبية بين
الكتل. وهذه المادة لا تمتص الضوء ولا ترسل ضوءً، على عكس المادة المرئية.
اكتشف الفيزيائي
النمساوي باولي النيوترينو نظرياً عام 1930 في محاولة لتفسير انحفاظ الطاقة لدى
تفكك أشعة بيتا. وباولي نفسه لم يكن مصدقاً جداً لهذا التفسير الذي نال بسببه
جائزة نوبل للفيزياء عام 1945. ولكن الفيزيائي الإيطالي فيرما استند إليه في بناء
نظرية تفكك أشعة بيتا، وحاز بموجبها على جائزة نوبل للفيزياء عام 1938. وأطلق فيرمي
على هذا الجسيم اسم "نيوترينو" بنغمته الإيطالية. وتم التحقق من وجوده
تجريبياً عام 1956. وهو الجسيم الأكثر وجوداً في الكون بعد الفوتونات. ففي كل
ثانية تخترق أجسامنا مليارات النيوترينوات دون أن نشعر بها. وهي تنتج عن التفاعلات
النووية داخل الشمس مثلاً، أو نتيجة التفاعل بين الإشعاع الشمسي والغلاف الجوي
الأرضي. وهي توجد في أنواع ثلاثة بحسب قرينها المشحون، الذي يمكن أن يكون إما
الإلكترون أو الميون أو التاون، وهذان الأخيران هما إلكترونان أثقل وزناً وأقصر
عمراً من الإلكترون.
ومن المعروف أنه
لا يمكن إيقاف هذه النيوترينوات بأي نوع من العوائق. فهي تسير بخط مستقيم يمكن أن يبدأ
من أطراف الكون مخترقة كل شيء، الأرض والإنسان، بسرعة هائلة تقارب سرعة الضوء.
وبسبب كتلتها المنخفضة للغاية فإن هذه الجسيمات لا تتفاعل مع أية جسيمات أخرى مما
يجعل أمر رصدها صعباً للغاية. فمن بين 10 مليارات من هذه الجسيمات التي تخترق
الأرض، فإن واحداً منها فقط يمكن أن يتفاعل مع ذرة من ذرات الأرض. ولإيقاف هذه النيوترينوات
يجب وضع جدار من الرصاص بسماكة مليارات الكيلومترات. كل هذا يجعل مسألة رصدها من
أصعب مهمات العلم.
وفي نهاية القرن
الماضي تم رصدها في اليابان أثناء رصد نيوترينوات طبقات الجو العليا الآتية من
الأشعة الكونية. وكذلك في كندا أثناء حل مسألة النيوترينوات الشمسية، التي يختفي
معظمها في الطريق إلينا، وذلك نتيجة تحول النيوترينوات الإلكترونية التي لا تطلق
الشمس غيرها إلى أحد النوعين الآخرين من النيوترينوات. خلاصة التجربتين، اليابانية
والكندية، هي أن النيوترينوات تنتقل من نوع إلى آخر بين أنواعها الثلاثة أثناء
تنقلها، أي أنها تهتز كما جاء في كلمة لجنة التحكيم. وهذا الاهتزاز لا يمكن أن
يحدث إلا إذا كان لها كتلة، وهذا بعكس ما يقوله النموذج المعتمد الحالي الذي يصف
التفاعل بين الجسيمات الأولية التي تؤلف المادة.
سيسمح هذا
الاكتشاف "بفهم كيف تعمل المادة داخلياً وبمعرفة أفضل للكون" بحسب ما
جاء في بيان لجنة التحكيم السويدية.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق