ذره فضایی گریزپا در قطب جنوب به دام افتاد

پادنوترون‌های پرانرژی در سال ۲۰۱۶ با سرعت به سمت زمین آمده‌اند

محققان نشان دادند که فضا می‌تواند به عنوان یک شتاب‌دهنده عظیم و طبیعی عمل کند - Christoph Schmidt / dpa / AFP

دانشمندان یک ذره پرانرژی را مشاهده کرده‌اند که با سرعت به سمت زمین آمده و در دسامبر سال ۲۰۱۶، تقریبا با سرعت نور از فضا به زمین برخورد کرده است. آنان این مشاهده را یک کشف بزرگ و تاریخی می‌نامند.

این ذره در هنگام طی این مسیر، به الکترونی برخورد کرده است که در داخل یک لایه یخی در قطب جنوب مدفون شده بود. آن برخورد ذره‌ای تولید کرد که پس از آن، به تعداد زیادی ذرات دیگر واپاشی شد. آن ذرات را رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب، تلسکوپی عظیم که در زیر سطح قطب جنوب تعبیه شده، آشکار کرده است.

این رخداد که در این مجموعه رصد شده  است، با عنوان«رخداد تشدید گلاشو» شناخته می‌شود. چنین پدیده‌هایی پیش‌تر پیشبینی شده بود، اما تا کنون رصد مستقیمی از آن وجود نداشت. دانشمندان می‌گویند این نخستین باری است که یک نوترینوی به خصوص با منبع اخترفیزیکی اثبات شده است و این مشاهده، در نهایت به درک عمیق‌ترین مبانی فیزیک ذرات کمک خواهد کرد. این روش و سایر روش‌ها، همچنین نشان می‌دهند که تجهیزات رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب که از یک مجموعه حسگر تعبیه شده در اعماق یخی تشکیل شده است، می‌تواند به بررسی عالم هستی کمک کند.

Read More

This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)

این پدیده نام خود را از شلدون گلاشو گرفته است؛ برنده نوبل فیزیک که این پدیده را در سال‌های دهه شصت میلادی پیش‌بینی کرده بود. در مقاله‌ای که او در جریان پژوهش‌هایش در دانمارک منتشر کرده بود، پیشنهاد کرد که اگر شرایط دقیقا مهیا باشد، یک پادنوترون می‌تواند طی فرایندی که رزونانس یا تشدید خوانده می‌شود، با یک الکترون برهم‌کنش کند تا ذره‌ای را تولید کند که تا کنون مشاهده نشده است. 

این ذره مشاهده نشده، در سال ۱۹۸۳ کشف شد و به نام بوزون W نامگذاری شد. همچنین، مشخص شد که این ذره سنگین‌تر از حدی است که انتظار می‌رفت؛ بدین معنا که تولید آن به صورت مصنوعی به میزان ناممکنی انرژی نیاز دارد. چنان روندی به یک نوترینو با انرژی بیش از هزار برابر بیشتر از میزان انرژی‌ موجود در برخورددهنده بزرگ هدرون سرن (CERN) نیاز دارد.

اما محققان نشان دادند که فضا می‌تواند به عنوان یک شتاب‌دهنده عظیم و طبیعی عمل کند. بیرون از جوّ زمین در فضا، پدیده‌های کیهانی بسیاری رخ می‌دهد؛ از جمله بر پایه حضور سیاهچاله‌ها در میان کهکشان‌ها، و اجرام مشابه دیگر، که می‌توانند انرژی مورد نیاز برای چنان رخدادهایی را تولید کنند. 

پژوهشگران می‌‌گویند پادنوترون‌های پرانرژی که در سال ۲۰۱۶ با سرعت به سمت زمین آمده‌اند، احتمالا از طرف یکی از همین اجرام آسمانی به سوی زمین پرتاب شده‌اند.

فرانسیس هالتزن، استاد فیزیک در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون (مرکز کنترل و اجرای مجموعه رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب) و پژوهشگر ارشد آن رصدخانه، می‌‌گوید: «زمانی که گلاشو دوره پسادکتری خود را نزد نیلز بوهر می‌گذراند، هرگز نمی‌توانست تصور کند که پیشنهاد نامعمولش مبنی بر تولید بوزون W روزی با یک پادنوترون از یک کهکشان دوردست که به یخ قطب جنوب برخورد کرده است، تحقق خواهد یافت.»

این پژوهش امروز در مقاله‌ای با عنوان «آشکارسازی ذره در رخداد تشدید گلاشو در رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب»، در مجله علمی نیچر منتشر شده است. 

© The Independent

بیشتر از علوم