شرح: ما الذي يفعله التلسكوب داخل أعمق بحيرة في العالم؟
يعد Baikal-GVD واحدًا من أكبر ثلاثة أجهزة للكشف عن النيوترينو في العالم جنبًا إلى جنب مع IceCube في القطب الجنوبي و ANTARES في البحر الأبيض المتوسط.
المشاركون يتنافسون على الجليد في بحيرة بايكال المتجمدة خلال كأس بايكال للإبحار الجليدي في منطقة إيركوتسك ، روسيا ، 23 مارس 2021 (رويترز تصوير: يوري نوفيكوف) في أواخر الأسبوع الماضي ، العلماء الروس أطلقت أحد أكبر تلسكوبات النيوترينو تحت الماء في العالم تسمى Baikal-GVD (Gigaton Volume Detector) في مياه بحيرة بايكيل ، وهي أعمق بحيرة في العالم تقع في سيبيريا.
تم تحفيز بناء هذا التلسكوب ، الذي بدأ في عام 2016 ، من خلال المهمة لدراسة تفصيلية للجسيمات الأساسية المراوغة المسماة بالنيوترينوات وربما تحديد مصادرها. ستساعد دراسة هذا العلماء على فهم أصول الكون منذ أن تشكلت بعض النيوترينوات أثناء الانفجار العظيم ، بينما يستمر تكوين البعض الآخر نتيجة انفجارات المستعر الأعظم أو بسبب التفاعلات النووية في الشمس.
النشرة الإخبارية| انقر للحصول على أفضل الشرح لهذا اليوم في بريدك الوارد
يعد Baikal-GVD واحدًا من أكبر ثلاثة أجهزة للكشف عن النيوترينو في العالم جنبًا إلى جنب مع IceCube في القطب الجنوبي و ANTARES في البحر الأبيض المتوسط.
ما هي الجسيمات الأساسية؟
حتى الآن ، المفهوم هو أن الكون مكون من بعض الجسيمات الأساسية غير القابلة للتجزئة. على نطاق واسع ، يمكن تصنيف جسيمات المادة التي يعرفها العلماء حتى الآن إلى كواركات ولبتونات. لكن هذا ينطبق فقط على المادة العادية أو المادة التي يعرف العلماء أن خمسة في المائة من الكون يتكون منها. قال رسام الكاريكاتير خورخي شام وعالم فيزياء الجسيمات دانيال وايتسون في كتابهما ليس لدينا فكرة ، أن هذه الجسيمات تشكل مادة تمثل خمسة في المائة فقط من الكون. لا يُعرف الكثير عن 95 في المائة المتبقية من الكون ، والتي صنفها المؤلفون إلى مادة مظلمة (27 في المائة) و 68 في المائة المتبقية من الكون التي ليس لدى العلماء أي فكرة عنها حتى الآن.
لكن في الكون الذي يعرفه العلماء ، أدى الاستكشاف في مجال الفيزياء حتى الآن إلى اكتشاف أكثر من 12 كوارك وليبتونات ، لكن ثلاثة من هذه (البروتونات والنيوترونات والإلكترونات) هي ما يتكون منه كل شيء في العالم . البروتونات (تحمل شحنة موجبة) والنيوترونات (بدون شحنة) هي أنواع من الكواركات ، بينما الإلكترونات (تحمل شحنة سالبة) هي أنواع من اللبتونات. تشكل هذه الجسيمات الثلاثة ما يشار إليه على أنه لبنة بناء الحياة - الذرة. في مجموعات مختلفة ، يمكن لهذه الجسيمات أن تصنع أنواعًا مختلفة من الذرات ، والتي بدورها تشكل الجزيئات التي تشكل كل شيء - من الإنسان ، إلى الكرسي الخشبي ، والصفيحة البلاستيكية ، والهاتف المحمول ، والكلب ، والنمل الأبيض ، والجبل ، كوكب وماء وتربة وما إلى ذلك.
لماذا يدرس العلماء الجسيمات الأساسية؟
إن دراسة ما يتكون منه البشر وكل شيء من حولهم يمنح العلماء نافذة لفهم الكون بطريقة أفضل ، فقط كيف يسهل فهم ماهية الكعكة بمجرد أن يعرف المرء المكونات التي تتكون منها. هذا هو أحد أسباب حرص العلماء على دراسة النيوترينوات (التي تختلف عن النيوترونات) ، والتي تعد أيضًا نوعًا من الجسيمات الأساسية. يعني الأساسي أن النيوترينوات ، مثل الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات لا يمكن تقسيمها إلى جزيئات أصغر.
إذن ، أين تتلاءم النيوترينوات؟
ما يجعل النيوترينوات مثيرة للاهتمام بشكل خاص هو أنها وفيرة في الطبيعة ، حيث يمر حوالي ألف تريليون منها عبر جسم الإنسان كل ثانية. في الواقع ، هم ثاني أكثر الجسيمات وفرة بعد الفوتونات ، وهي جسيمات الضوء. ولكن في حين أن النيوترينوات وفيرة ، إلا أنه ليس من السهل التقاطها ، وذلك لأنها لا تحمل شحنة ، ونتيجة لذلك لا تتفاعل مع المادة.
نضم الان :شرح اكسبرس قناة برقية
يقول أحد مواقع الويب التي طورها مختبر Fermi National Accelerator Laboratory في الولايات المتحدة أن النيوترينوات هي دليل للفيزياء الجديدة: طرق وصف العالم التي لا نعرفها حتى الآن. قد يكون لها أيضًا خصائص فريدة من شأنها أن تساعد في تفسير سبب تكوين الكون من المادة بدلاً من المادة المضادة. تمامًا مثل الجسيمات دون الذرية لما يسمى بالمادة العادية يمكن تصنيفها إلى إلكترونات وبروتونات ونيوترونات ، فإن الجسيمات دون الذرية التي تشكل المادة المضادة لها خصائص معاكسة للمادة الطبيعية. في حين أنه من المعروف أن المادة المضادة موجودة ، فإننا لا نعرف حتى الآن سبب وجودها أو مدى اختلاف خصائص جسيماتها دون الذرية عن خصائص المادة العادية.
تتمثل إحدى طرق اكتشاف النيوترينوات في الماء أو الجليد ، حيث تترك النيوترينوات وميضًا من الضوء أو خطًا من الفقاعات عندما تتفاعل. لالتقاط هذه العلامات ، يتعين على العلماء بناء أجهزة كشف كبيرة. تم تصميم تلسكوب تحت الماء مثل GVD لاكتشاف النيوترينوات عالية الطاقة التي قد تكون أتت من نواة الأرض ، أو يمكن أن تكون قد تم إنتاجها أثناء التفاعلات النووية في الشمس.
شارك الموضوع مع أصدقائك:
