اكتشاف النيوترينوات يكشف أسرار الكون العنيف

أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم عن فوز الفيزيائي Francis Halzen بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2026، تقديراً لإسهاماته الحاسمة في مرصد IceCube لرصد النيوترينوات، واكتشافه للنيوترينوات عالية الطاقة ذات المنشأ الفلكي الفيزيائي. القرار يعيد إلى الواجهة سؤالاً ظلّ يشغل الفيزيائيين منذ عقود: كيف يمكن لجسيماتٍ تكاد لا تتفاعل مع المادة أن تحمل معلوماتٍ عن بعض أعنف الأحداث الكونية؟

في نصّ الجائزة، وصفت الأكاديمية إسهام الباحث، المنتمي إلى University of Wisconsin، بأنّه جاء «من أجل إسهاماتٍ حاسمة في مرصد IceCube لرصد النيوترينوات، واكتشاف نيوترينوات عالية الطاقة ذات منشأ فلكي فيزيائي». أما Mark Pearce، رئيس لجنة نوبل للفيزياء، فأضاف أنّ Halzen «قاد فريقاً دولياً من الباحثين والمهندسين زوّدنا بأداةٍ رائعة»، وأنّ «إصراره ورؤيته العلمية مهّدا الطريق لنوعٍ جديد من علم الفلك».

جسيمات شبح تعبر الجسد بلا أثر

يُطلَق على النيوترينوات لقب «الجسيمات الشبحية»، وذلك لأنها تخترق المادة دون أن تترك أثراً يُذكر في أغلب الأحيان. فهي عديمة الشحنة، شبه عديمة الكتلة، وتتحرّك بسرعةٍ قريبة من سرعة الضوء. يمرّ نحو 100 تريليون نيوترينو عبر جسم الإنسان الواحد كل ثانية، ومع ذلك فإنّ احتمال تفاعل نيوترينو واحد مع ذرّة واحدة في جسد الإنسان طوال حياته يبقى، في أفضل الأحوال، احتمالاً نادراً جداً. وتُعدّ النيوترينوات ثاني أكثر الجسيمات انتشاراً في الكون بعد الفوتونات.

Loading image...

هذه الخصائص نفسها التي تجعل رصدها بالغ الصعوبة هي ما يمنحها قيمتها العلمية: فالنيوترينو، على خلاف الضوء أو الإشعاعات الأخرى، يصل إلى الراصد دون أن يغيّر اتجاهه أو يفقد طاقته في طريقه عبر الفضاء. ويُعتقد أنّ النيوترينوات عالية الطاقة تنشأ في أحداثٍ كونية بالغة العنف والقوة، ما يجعلها حاملةً لمعلوماتٍ لا يمكن الحصول عليها من أي «رسول» آخر، بما في ذلك الضوء نفسه.

كيف تحوّل القطب الجنوبي إلى مرصد فلكي

تعود فكرة المشروع إلى عام 1988، حين اقترح Halzen البحث عن النيوترينوات العابرة لجليد القطب الجنوبي. اختير الموقع تحديداً لخلوّه من مصادر التشويش والاضطرابات الجيولوجية المرتبطة بالزلازل، وهو ما جعله بيئةً مثالية لرصد ومضاتٍ ضعيفة ونادرة.

من هذا الاقتراح وُلد مرصد IceCube، وهو كاشفٌ هائل يشغل مكعّباً من الجليد حجمه 0.62 ميل مكعب (كيلومتر مكعب واحد)، مزوّداً بأجهزة استشعارٍ ضوئية ترصد الومضات الناتجة عن التفاعلات النادرة للنيوترينوات داخل الجليد. بدأ المرصد جمع البيانات عام 2005، واكتمل بناؤه عام 2011.

Loading image...

وفي أغسطس 2011، ثم مجدداً في يناير 2012، رصد العلماء ما أُطلق عليه اسم «بيرت وإرني» (Bert and Ernie)، وهو أوّل مؤشّرٍ على وجود نيوترينوات فلكية فيزيائية المنشأ. تلا ذلك، في نوفمبر 2013، إعلان اكتشاف 26 نيوترينو فلكي إضافي، ليتأكّد أنّ المرصد يرصد فعلاً إشاراتٍ قادمة من خارج النظام الشمسي لا من مصادر أرضية أو شمسية.

علمٌ لا يزال في طور التراكم

يواصل IceCube اليوم جمع بيانات النيوترينوات، في عملٍ بحثي تراكمي يُراكم الأرشيف العلمي شيئاً فشيئاً بدل أن يُنتج اكتشافاً نهائياً دفعة واحدة. هذا هو جوهر ما يسمّيه بعض الفيزيائيين «علم الفلك بالنيوترينو»: نافذة إضافية على الكون تُكمل ما تقدّمه التلسكوبات الضوئية، لا تُلغيه.

ما يمنح جائزة هذا العام دلالتها هو الاعتراف بمسارٍ بحثي امتدّ من فكرةٍ نظرية طرحها باحثٌ واحد عام 1988 إلى منشأةٍ ضخمة أثبتت جدواها على مدى أكثر من عقد من جمع البيانات. وبقدر ما تمثّل الجائزة تتويجاً لجهد Halzen الشخصي، فإنها تمثّل أيضاً اعترافاً بفريقٍ دولي من الباحثين والمهندسين عمل على إنشاء أداةٍ وصفها رئيس لجنة نوبل بأنها فتحت الباب أمام «نوعٍ جديد من علم الفلك». والسؤال الذي يبقى مفتوحاً هو ما الذي ستكشفه السنوات المقبلة من بيانات IceCube المتراكمة عن طبيعة الأحداث الكونية الأكثر عنفاً في الكون المرئي.

للاطّلاع على نص الإعلان الرسمي، يمكن مراجعة بيان الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم.