قام العلماء للتو بتمزيق نظرية فيزياء الجسيمات الرئيسية

أعلن العلماء يوم الأربعاء أنهم لم يعثروا على أي دليل على وجود “النيوترينو العقيم” الافتراضي، وهو نسخة إضافية من جزيئات النيوترينو الشبحية المنتشرة في كل مكان في الكون. تأتي هذه النتيجة من تجربة MicroBooNE التي تديرها وزارة الطاقة الأمريكية. تعتبر النيوترينوات العقيمة تنبؤًا نظريًا شائعًا لأنها يمكن أن تساعد في تفسير المادة المظلمة الغامضة في الكون، إذا كانت موجودة.

النتيجة التي كانت نشرت في الطبيعة يوم الأربعاء، يشكك في التفسير الشائع للحالات الشاذة التي شوهدت في تجارب النيوترينو السابقة والتي لا يمكن تفسيرها بالفيزياء الحالية. ويمكن أن يحمل أيضًا آثارًا كبيرة على النموذج القياسي، وهو أفضل نظرية في فيزياء الجسيمات لدينا لشرح كيفية عمل الكون.

يقول جوستين إيفانز، أستاذ فيزياء الجسيمات في جامعة مانشستر في إنجلترا وأحد المتحدثين باسم شركة MicroBooNE: “إننا نقدم بيانًا عامًا للغاية، وهو أنه لا يمكنك أن تأخذ النموذج القياسي وتضيف نيوترينو رابعًا، وبهذه الطريقة تشرح أيًا من الحالات الشاذة السابقة”.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

تأتي النيوترينوات بثلاث نكهات معروفة – الإلكترون، والميون، والتاو – ويمكن أن تتأرجح، أو تنقلب، فيما بينها. في التسعينيات، لاحظ الفيزيائيون أن هذه الجسيمات المراوغة تتأرجح بطريقة تبدو غير متسقة مع النظرية الراسخة. ولتفسير الملاحظات الغريبة، اقترح الفيزيائيون أن ما كانوا يرصدونه هو في الواقع نوع رابع جديد من النيوترينو – النيوترينو العقيم. ولكن على الرغم من أن النتائج الجديدة تستبعد هذا الاحتمال بشكل أساسي، إلا أنها تطرح أسئلة جديدة ومثيرة.

يقول ماثيو توبس، أحد كبار العلماء في فيرميلاب: “إن النتيجة التي توصلنا إليها واضحة جدًا”. “ما هو غير واضح بالنسبة لي هو ما شهدته التجارب التي شهدت حالات شاذة بالفعل.”

والأهم من ذلك، أن النتائج لا تستبعد تمامًا احتمال وجود نوع رابع غير معروف من النيوترينو.

يقول أندريه دي جوفيا، عالم الفيزياء النظرية بجامعة نورث وسترن: “لدينا الكثير من الأسباب التي تجعلنا نعتقد أن هناك المزيد من حالات النيوترينو”. ويقول إن التحدي يكمن في أن الفيزيائيين لا يعرفون ما إذا كان من الممكن اكتشاف هذه النيوترينوات الافتراضية الأخرى باستخدام التكنولوجيا الحالية.

ويأمل العلماء في فيرميلاب أن يتم التحقق من صحة نتائجهم قريبًا من خلال تجارب النيوترينو الأخرى. ولكن بالفعل، تحول انتباههم إلى الإجابة على السؤال الأكبر الذي تطرحه النتائج التي توصلوا إليها: إذا لم تكن النيوترينوات العقيمة، فما سبب هذه الحالات الشاذة؟

ويقول إيفانز إن إحدى النظريات المحتملة هي أنه قد يكون هناك نيوترينو يضمحل قبل أن يصل إلى الكاشف. والاحتمال الآخر هو أن النيوترينوات تتفاعل مع الكاشف بطرق لم يعرفها العلماء من قبل. لا تزال هناك فرضيات أخرى. في النهاية، هذا اللغز الدائم هو مجرد واحد من الألغاز العديدة التي تحيط بهذه الجسيمات المراوغة وخصائصها.

يقول دي جوفيا: “هناك الكثير من الأشياء الملموسة التي لا نعرفها عن النيوترينوات”. أولاً، هل يمكن للنيوترينوات أن تساعد في تفسير المادة المظلمة؟ ويقول: “ربما تكون المادة المظلمة عبارة عن نيوترينو عقيم سرًا”.

حان الوقت للدفاع عن العلم

إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد عمل كمدافع عن العلوم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون اللحظة الحالية هي اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.

لقد كنت العلمية الأمريكية مشترك منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعد ذلك في تشكيل الطريقة التي أنظر بها إلى العالم. SciAm يثقفني ويسعدني دائمًا، ويلهمني شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع والجميل. وآمل أن يفعل ذلك بالنسبة لك أيضا.

إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان أن تغطيتنا تركز على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين على حد سواء في وقت لا يتم فيه الاعتراف بقيمة العلم نفسه في كثير من الأحيان.

وفي المقابل، تحصل على الأخبار الأساسية، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، لا يمكنك تفويت النشرات الإخبارية ومقاطع الفيديو التي يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقارير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما اشتراكًا.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. آمل أن تدعمونا في تلك المهمة.