لوريس سكولا – CEA
النيوترينوات هي أغرب الجسيمات التي نعرفها. إنها أخف بكثير من الجسيمات الأخرى ذات الكتلة وتتفاعل مع الأشياء الأخرى فقط من خلال القوة الضعيفة – مما يعني أنها لا تتفاعل أبدًا مع أي شيء. تم تحديد ثلاثة أنواع (أو نكهات) من النيوترينوات ، ولا توجد هوية ثابتة لأي جسيم فردي. بدلاً من ذلك ، يمكن اعتباره تراكبًا كميًا لثلاث نكهات وتتأرجح بين هذه الهويات.
كما لو أن كل ذلك لم يكن كافيًا ، اقترحت مجموعة من القياسات الغريبة أنه قد يكون هناك نوع رابع من النيوترينو لا يتفاعل حتى عن طريق القوة الضعيفة ، مما يجعله غير قابل للكشف. قد تفسر هذه “النيوترينوات العقيمة” الكتل الصغيرة للنيوترينوات الأخرى ووجود المادة المظلمة ، لكن “عدم القدرة على الاكتشاف” الكامل يجعل من الصعب معالجة وجودها بشكل مباشر.
تأتي التلميحات القوية لوجودها من نتائج قياس غريبة في تجارب مع نكهات أخرى من النيوترينوات. لكن دراسة جديدة اليوم تستبعد النيوترينوات العقيمة كتفسير لأي من هذه الشذوذ – مؤكدة أن النتائج المتناقضة حقيقية.
اكتشاف غير المكتشف
يمكننا اكتشاف وجود الجسيمات بطريقتين: تتفاعل مباشرة مع مادة أخرى ، أو تتحلل إلى جسيم واحد أو أكثر. وهذا ما يجعل النيوترينوات العقيمة غير قابلة للكشف. إنها جسيمات أساسية ولا يمكن أن تتحلل إلى أي شيء. يتفاعلون مع الأجسام الأخرى فقط من خلال الجاذبية ، وكتلهم المنخفضة تجعل اكتشافهم عبر هذا المسار مستحيلًا.
بدلاً من ذلك ، يمكن اكتشافها من خلال تذبذبات النيوترينوات. يمكنك إعداد تجربة تنتج نوعًا معينًا من النيوترينوات بمعدل معروف ، ثم محاولة اكتشاف تلك النيوترينوات. إذا كانت هناك نيوترينوات معقمة ، فإن بعض النيوترينوات التي تصنعها سوف تتأرجح عند تلك العلامة ، وبالتالي لن يتم اكتشافها. لذلك ستقيس نيوترينوات أقل مما تتوقع.
هذا ما يحدث في المفاعلات النووية. أحد منتجات التحلل الإشعاعي (الذي تحركه القوة الضعيفة) هو النيوترينو ، لذلك تنتج المفاعلات النووية هذه الجسيمات بكثرة. ومع ذلك ، فإن القياسات مع أجهزة الكشف الموضوعة في مكان قريب التقطت نيوترينوات أقل بنسبة 6 في المائة مما كان متوقعًا. قد يفسر التذبذب السريع في النيوترينوات المعقمة هذا التناقض.
لكن هذه الاختبارات صعبة للغاية. تتفاعل النيوترينوات مع أجهزة الكشف بشكل غير متكرر بحيث يتم تسجيل جزء صغير فقط من تلك التي يتم إنتاجها. والمفاعلات النووية هي بيئات معقدة بشكل لا يصدق. حتى إذا بدأت بعينة نقية من نظير مشع ، فإن التحلل سريعًا يصبح مزيجًا معقدًا من العناصر الجديدة ، بعضها مشع والبعض الآخر ليس كذلك. تعمل النيوترونات المنبعثة على تحويل معدات المفاعل النووي إلى نظائر جديدة مشعة. لذلك من الصعب أن تعرف بالضبط عدد النيوترينوات التي تنتجها لتبدأ ، والجزء الدقيق من النيوترينوات التي تنتجها والتي سيتم تسجيلها بواسطة كاشفك.
لكل هذه الأسباب ، من الصعب تأكيد أن أي شذوذ في قياسات النيوترينو حقيقي. يتبع الفيزيائيون نهج الانتظار والترقب بحثًا عن إشارات تدل على حدوث شيء غريب.
