كيفية كشف الغموض العظيم للكون من خلال تجاوز “جدار الضوء

إعداد وترجمة د. جواد بشارة
(موقع الناس) 

"شكل هذا المخروط يمكن أن يعطي فكرة عن سرعة الجسيم". حجم مخروط الضوء الأزرق حسب سرعة الجسيم المشحون (باللون الأحمر). النقاط السوداء هي الذرات التي تنبعث منها إشعاعات نتيجة مرور الجسيم. // المصدر: لقطة شاشة Fermilab YouTube .

اختراق واحد من أعظم الألغاز في الكون حسنًا، تأثير Cerenkov يخلق ضوءًا أزرق. لكن هل من المفيد حقًا مشاهدته؟ نعم، بل إنه ضروري. في حين أن العديد من الجسيمات منفصلة لدرجة أنه يكاد يكون من المستحيل اكتشافها، فإن مجرد حقيقة أنها تطلق إشعاع سيرينكوف يمكن أن تسمح لنا بدراستها. يستخدم هذا التأثير بشكل خاص في Super-Kamiokande ، وهو كاشف ضخم للنيوترينو في اليابان. "النيوترينو جسيم شبحي"، يشرح جان فيليب لينين. إنه خفيف جدًا ولا يتفاعل مع المادة. ولكن عندما يحدث (إذا كان نشيطًا بدرجة كافية)، فإنه يطلق سلسلة من الجسيمات الثانوية التي ستسبب بحد ذاتها إشعاع سيرينكوف. إذا اكتشفها Super-Kamiokande ، فسنكون قادرين على دراسة هذه الجسيمات الثانوية ، وبالتالي النيوترينوات. « ربما تسمح لنا دراسة النيوترينوات بالإجابة على سؤال أساسي : لماذا يتكون كل شيء من المادة؟ عندما تم إنشاؤه، كان الكون مكونًا من مادة ومادة مضادة، مما أباد بعضهما البعض. إلا أنه كان هناك عدم تناسق: مادة أكثر بقليل من المادة المضادة. لم يتضح سبب ذلك بعد، لكن للنيوترينوات دور تلعبه. ومن هنا تأتي أهمية دراستها جيداً. ينتج تأثير سيرنكوف Cerenkov أيضًا عندما تدخل أشعة غاما (فوتونات عالية الطاقة) إلى الغلاف الجوي. يأتون لإطلاق سلسلة المفاصل المشحونة، والتي بدورها تنتج الضوء الأزرق عن طريق تعطيل الجزيئات في الهواء. يقع الكشف عن هذا الإشعاع لدراسة أشعة غاما في صميم تجربة تسمى "مصفوفة تلسكوب سيرينكوف" ، والتي يعد جان فيليب لينين جزءًا منها. إنه مشروع دولي يجمع 1400 باحث وفني حول العالم، يعملون على إعداد الجيل القادم من التلسكوبات القادرة على اكتشاف الأجسام الفضائية البعيدة. الهدف: امتلاك أدوات قوية بشكل متزايد لفهم الكون بشكل أفضل.