محاضرات وكورسات معظمنا على دراية بمكونات المادة الأساسية وهي البروتونات، النيوترونات، والإلكترونات لكن في الحقيقة هناك العديد من الجسيمات الأخرى المسئولة عن تكوين المادة. من خلال هذا المقال سنستعرض معاً بعض المعلومات التي يجب أن تعرفها عن إحدى هذه الجُسيمات ألا وهو جسيم النيوترينو.
(1) تاريخ جسيم النيوترينو
1- عام 1930 افترض العالم فولفغانج باولي وجود جُسيم ذو كتلة ضئيلة جداً نتيجة لكمية مفقودة من الطاقة أثناء اضمحلال جُسيمات بيتا.
2- عام 1934 وبناء على فرضية باولي؛ اقترح العالم إنريكو فيرمي نظرية بشأن هذا الجُسيم وأطلق عليه مصطلح « النيوترينو ».
3- عام 1957 افترض العالم برونو بونتيكورفو حدوث ما يُعرف بتذبذب النيوترينو أو تحوّله من نكهة إلى أخرى.
4- عام 1968 تم اكتشاف النوع الثاني من النيوترينو أو ما يُطلق عليه « الميون نيوترينو » على يد فريق من العلماء بقيادة ليون ليدرمان، جاك شتاينبرجر وآخرون في مختبر بروكهافن الوطني بالولايات المتحدة.
5- عام 1975 افترض العلماء وجود جُسيم « التاو نيوترينو » عقب سلسلة من التجارب أُجريت بواسطة مارتن لويس بيرل وآخرون في مختبر « SLAC ».
6- عام 1987 تم رصد جُسيمات نيوترينو منبعثة من المُستعر الأعظم « Supernova 1987A ».
7- في عام 2015 فاز العالمان تاكاكي كاجيتا وآرثر ماكدونالد بجائزة نوبل في الفيزياء لأبحاثهما عن النيوترينو حيث أثبتا أنّ تلك الجُسيمات تتمتع بكتلة؛ وقد ذكرت لجنة نوبل السويدية في حيثيات قرارها أنّ العالمين قد كوفئا لتمكنهم من رصد تذبذبات النيوترينو مما يسمح بفهم الآلية الداخلية للمادة ومعرفة أفضل للكون.
اقرأ أيضاً: دليل مختصر عن إشعاع جاما (Gamma Rays)
(Infographic credit: Abigail Malate for Inside Science/AIP)(2) طبيعة الجُسيم
يتم توليدها من الأحداث الكونية العنيفة كانفجارات أشعة جاما وهي غريبة جداً في طبيعتها كما يصفها جون كونواي أستاذ الفيزياء بجامعة كاليفورنيا فهي بلا كتلة، وعديمة الشحنة؛ ويُمكن أن نطلق عليها جُسيمات شبحية « Ghost Particles ».
تمر معظم النيوترينو القادمة من الفضاء خلال الكرة الارضية دون أن تتفاعل مع ذرة واحدة منها؛ حيث أنها متوفرة بشدة في الكون؛ ويعتقد العلماء أنّ تلك الجُسيمات من الممكن أن تساهم في كتلة الكون بسبب كتلتها الضئيلة جداً وأعدادها الرهيبة.
اقرأ أيضاً: ما هي فيزياء الطاقة العالية؟
(Image credit: http://physicsworld.com – The Large Hadron Collider beamline. Courtesy: CERN)(3) أنواع النيوترينو
يوجد ثلاث أنواع للنيوترينو أو كما يُطلق عليها نكهات وهي « الإلكترون نيوترينو، الميون نيوترينو، التاو نيوترينو » تتذبذب من نوع لآخر أثناء مروها في الفضاء وهذا ما يُفسر كونها تتمتع بكتلة. بعض العلماء يفترضون وجود نوع آخر من النيوترينو أطلقوا عليه مصطلح « Sterile neutrino ». لكل نيوترينو جُسيم مضاد له يُعرف بالنيوترينو المضاد « Antineutrino » ويتميز أيضاً بكونه عديم الشحنة وله عزم مغزلي قيمته « 1/2 »
(4) السرعة
وفقاً للنظرية النسبية الخاصة إذا كانت جُسيمات النيوترينو عديمة الكتلة فينبغي أن تتحرك بسرعة الضوء؛ وقد تبينّ للعلماء فيما بعد أنّها تتمتع بكتلة وإن كانت ضئيلة جداً فهذا يعني أنها لا يُمكن أن تتحرك بسرعة الضوء وإنما بسرعة قريبة منها.