خنثي‌ترين ذرات جهان جرم دارند

محققان اروپايي براي اولين بار موفق به مشاهده دگرگوني در نوترينوها شدند، مدرکي که نشان دهنده وجود جرم در اين ذرات بوده و قدمي مهم در درک ماده تاريک به شمار مي‌رود.

به گزارش مهر به نقل از لس آنجلس تايمز، فيزيکدانان براي اولين بار جرمگين بودن ذرات تحت اتمي و حضور اين ذرات را در ماده تاريک که بخشي بزرگ از ماده در جهان را به خود اختصاص داده تاييد کردند ماده‌اي که اختر فيزيکدانان از حضور آن آگاهند اما با کمک تعاريف متداول قادر به نمايان ساختن و يا مشاهده آن نيستند.

اين يافته‌ها بر اساس رفتار نوترينوها به دست آمده است، ذرات شبح واري که با سرعت نور در حرکتند در آزمايشي جديد فيزيکدانان موفق شده‌اند، نوترينوي «ميون» را طي فرايند تبديل به نوترينوي «تاو» شکار کنند.

محققان کاملا باوردارند که چنين دگرگوني به اين دليل رخ داده است که آنها توانسته‌اند ناپديد شدن نوترينوي «ميون» را در آزمايشهاي مختلف مشاهده کنند اما در اين ميان روز گذشته فيزيکدانان سرن و موسسه ملي فيزيک اتمي در ايتاليا اعلام کردند نوتريني «تاو» براي اولين بار مشاهده شده است.

«رالف هيور» مدير کل سرن اين کشف را قدمي مهم در فيزيک نوترينويي مي‌داند. به گفته وي اکنون بايد در پي کشف فيزيکي بود که اين نتايج نشانه‌هايي از آن را ارائه کرده است.

فيزيک اختر شناسان بر اساس مشاهداتي که نشان مي‌داد جرم کلي ماده مرئي در برابر ميزان تاثير گرانشي موجود در جهان ناکافي است، به وجود ماده تاريک ظنين بودند بر اساس تخمينها و محاسبات صورت گرفته ماده تاريک در حدود 80 درصد از جرم جهان را تشکيل داده و تنها 20 درصد از اين جرم به ماده مرئي تعلق دارد، ماده‌اي که جهان مرئي را شکل داده است.

در نظريه‌هايي که رفتارهاي ذرات بنيادين را توضيح مي‌دهند، مدل‌هاي استاندارد، نوترينوها هيچ جرمي ندارند و همين نکته اهميت يافته‌هاي جديد را افزايش مي‌دهد.

تعامل نوترينوها با ماده به‌اندازه‌اي ضعيف است که اين ذره مي‌تواند به راحتي عبور نور از شيشه پنجره، در سرتاسر زمين سفر کند، اين ذرات از هيچ بار الکتريکي برخوردار نيستند و از اين رو نام نوترينو، ذره خنثي، براي آنها انتخاب شده است.

فيزيکدانان به طور کلي قادر به مشاهده اين ذرات نيستند در مقابل قادر به رصد و مشاهده بقايايي هستند که در شرايط خاص، يعني پس از برخورد نوترينو با اتم، از اين ذره به جا مي‌ماند. دانشمندان اکنون از وجود سه نوع نوترينو آگاهند: الکترون، ميون و تاو که نام هر يک از آنها بر اساس ذراتي که پس از برخورد به وجود مي‌آيند، انتخاب شده است.

کشفيات جديد طي پروژه OPERA انجام گرفته است منبع نوترينوهاي اين پروژه شتاب دهنده پروتوني در سرن است که در آن پروتونها به هدفي گرافيتي برخورد کرده و ذراتي به نام «پيونز» و «کائونز» به وجود مي‌آورند که اين ذرات به سرعت به نوترينوهاي ميون تبديل مي‌شوند.

به دليل خنثي بودن نوترينوي توليد شده در برابر ميدان‌هاي الکتريکي و مغناطيسي، شتاب دهنده پروتوني بايد مستقيما در راستاي ردياب‌هاي لابراتواري در زير کوهستان «گران ساسو» قرار گيرد. زماني که نوترينوها توليد شدند مسير پرتوهاي پروتوني را ادامه داده و در عرض 2.4 ميلي ثانيه به «گران ساسو» خواهند رسيد.

OPERA از سه سال پيش فعاليت خود را آغاز کرده است و تاکنون بيليون‌ها بيليون نوترينو به «گران ساسو» ارسال کرده است اما به دليل ضعيف بودن بيش از حد تعامل ميان نوترينوها و رابطهاي الکتريکي محققان به تازگي توانسته‌اند يکي از اين ذرات بنيادين را مشاهده کنند.