انفجار مفاجئ في فهم فيزياء النجوم عبر كشف أسرار الجسيمات الشبحية تحت السطح

يمر عدد هائل من جسيمات النيوترينو عبر جسم الإنسان يوميًا، وقدر العلماء هذا العدد بحوالي 100 تريليون نيوترينو تمر في كل لحظة بدون أن تسبب أي تفاعل محسوس، ما يجعل دراسة التفاعلات الجديدة بين النيوترينوات موضوعًا حيويًا لفهم تحول النجوم المتفجرة وتأثير هذه الجسيمات الدقيقة داخل الكون بشكل أعمق.

تأثير التفاعلات النيوترينية على انهيار النجوم المتفجرة

تُعد التفاعلات بين جسيمات النيوترينو المحور الأساسي لفهم كيفية انهيار النجوم الضخمة وتحولها إلى أجسام فلكية مختلفة؛ فعندما تنهار هذه النجوم، تنبعث كميات هائلة من النيوترينوات التي تسحب الطاقة الحرارية من النجم، مما يؤدي إلى فقدانه جزءًا من طاقته وانكماشه. مع زيادة كثافة النجم، تبدأ جسيمات النيوترينو في الاصطدام والتفاعل مع بعضها، وقد أظهرت الدراسات أن التفاعلات ضمن النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات تؤدي في الغالب إلى وجود نكهة إلكترونية من النيوترينوات، مما يجعل المادة المحيطة باردة نسبيًا وينتج عن الانهيار بقايا نجم نيوتروني.

النموذج القياسي مقابل التفاعلات الغير معروفة للنيوترينو

يُعتبر النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات الإطار الذي يشرح تركيب المادة والطاقة على أصغر المستويات، حيث يتكون كل شيء من جسيمات أولية مثل الكواركات والإلكترونات، وتتفاعل هذه الجسيمات عبر قوى أساسية محددة. ومع ذلك، إذا كان هناك تأثير للتفاعلات غير المعروفة بين النيوترينوات، فقد يؤدي ذلك إلى ظهور نكهات مختلفة من النيوترينوات تنتج نوًى نجمية ساخنة وغنية بالنيوترونات، مما يزيد من احتمالية تحول النجم إلى ثقب أسود بدلاً من نجم نيوتروني.

تجربة النيوترينو العميقة وأفاق اكتشاف فيزياء جديدة

يبقى السؤال الأهم هو أي من السيناريوهين تختاره جسيمات النيوترينو أثناء انهيار النجوم، وما الأساس الذي تحدد به طريقها؟ لا تزال الإجابة على هذا السؤال مجهولة، ولكن تجارب مستقبلية مثل “تجربة النيوترينو العميقة تحت الأرض” (ديون) التي ستقام في مختبرات فيرمي الوطنية بولاية داكوتا الجنوبية، من المتوقع أن تلقي الضوء على هذه التفاعلات السرية. ستبدأ التجربة في عام 2029 مع تركيب أجهزة الكشف تحت الأرض، وسيبدأ تشغيل حزمة النيوترينوات عام 2031. بالإضافة إلى ذلك، قد تساعد الملاحظات القادمة للنيوترينوات أو الموجات الجاذبية الصادرة عن انهيار النجوم في تقديم دلائل تؤكد وجود فيزياء جديدة غير مكتشفة بعد.

تظل جسيمات النيوترينو من أكثر الألغاز إثارة في الفيزياء الفلكية الحديثة، حيث تحدد الأنماط المختلفة لتفاعلاتها مصير النجوم الضخمة التي تنهار بنهايات متباينة دون أن تتوقف هذه الجسيمات عن تحدي المعرفة التقليدية، مما يعزز الحاجة المستمرة إلى أبحاث متقدمة وتكنولوجيا حديثة لفك طلاسم تأثيراتها في الكون.