على الرغم من أن النيوترينوات هي جسيمات غامضة ، إلا أنها شائعة بشكل ملحوظ. تمر مليارات النيوترينوات عبر جسمك كل ثانية. لكن نادرًا ما تتفاعل النيوترينوات مع المادة العادية ، لذا فإن اكتشافها يمثل تحديًا هندسيًا كبيرًا. حتى عندما نكتشفها ، لا تكون النتائج منطقية دائمًا. على سبيل المثال ، اكتشفنا مؤخرًا النيوترينوات التي تحتوي على الكثير من الطاقة وليس لدينا أي فكرة عن كيفية إنشائها.
عادةً ما يكون كاشف النيوترينو عبارة عن غرفة كبيرة مليئة بالمياه النقية أو الجليد. يوجد داخل هذه القاعة أجهزة كشف حساسة للغاية. لا يتم ملاحظة النيوتريونات بشكل مباشر. بدلاً من ذلك ، ينتظر كاشف النيوترينو نيوترينو ليصطدم بذرة. عندما تفعل ذلك ، يمكنها إنشاء اللبتونات المشحونة ، مثل الإلكترون أو الميون أو تاون. يمكن أن تنتج هذه الجسيمات المشحونة أيضًا الضوء. لذا من خلال الكشف عن الضوء أو اللبتونات ، نعلم أن النيوترينو قد تفاعل مع الكاشف.
معظم النيوتريونات التي نكتشفها هي نيوتريونات شمسية ، ينتج عن الاندماج النووي في قلب الشمس. لكن أشياء مثل المستعرات الأعظمية وانفجارات أشعة غاما تنتج أيضًا النيوترينوات. وقد تم تركيز الكثير من الجهود على الكشف عن هذه خارج الطاقة الشمسية النيوترينوات.
أحد أفضل أجهزة كشف النيوترينو هو مرصد IceCube Neutrino في القارة القطبية الجنوبية. أنتاركتيكا هي مكان رائع لمرصد النيوترينو لأن طبقته السميكة من الجليد رائعة في امتصاص جميع أنواع الجسيمات الشاردة مثل الأشعة الكونية وأشعة غاما التي يمكن أن تعبث مع أجهزة الكشف الحساسة. من خلال دفن المرصد في الجليد ، يمكننا التأكد من أن الأحداث التي نكتشفها هي من النيوترينوات. اكتشف مرصد IceCube عدة مرات النيوترينوات خارج الطاقة الشمسية.
ولكن هناك مرصد نيوترينو آخر في القارة القطبية الجنوبية ، ويكتشف النيوترينوات بطريقة مختلفة تمامًا. يعرف باسم هوائي انتاركتيكا الدافع العابر ، أو أنيتا، وهو كاشف راديو حساس مثبت على بالون. أنيتا هو كاشف راديو لأنه عندما تصطدم النيوترينوات عالية الطاقة مع جليد القطب الجنوبي فإنها يمكن أن تخلق ضوءًا لاسلكيًا. هذه النيوترينوات أقوى مئات المرات من تلك التي اكتشفها IceCube.
متى أنيتا اكتشف هذه النيوترينوات عالية الطاقة ، تسبب في بعض الضجة لأنه يبدو أنها قادمة من مرور النيوترينوات عبر الأرض قبل أن تضرب جليد القطب الجنوبي. هذا ما تتوقعه إذا أحدثت بعض الأحداث الفيزيائية الفلكية القوية تيارًا من النيوترينوات في اتجاه الأرض. ولكن إذا كان الأمر كذلك ، فإن هذه النيوترينوات ستؤدي أيضًا إلى أحداث يمكن اكتشافها بواسطة IceCube.
لذا بحثت IceCube Collaboration عن أحداث الكشف التي حدثت في نفس الوقت الذي حدث فيه أنيتا عمليات الكشف. لم يجدوا أي دليل على الأحداث المترابطة ، مما يعني أنه ليس بسبب بعض أحداث النيوترينو القوية على بعد سنوات ضوئية. هذا غريب لان ذلك يترك امكانيتين: اما أنيتا أعطت نتائج إيجابية خاطئة بسبب بعض الخلل في التصميم ، أو أن أحداث النيوترينو هذه ناتجة عن عملية تقع خارج النموذج القياسي. ضمن النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، لا توجد طريقة لإنتاج النيوترينوات بمثل هذه الطاقة العالية.
هذه ليست سوى مجموعة صغيرة من الأحداث ، لذلك هناك سبب للحذر بشأن النتائج. ومع ذلك ، يمكن أن يشير هذا العمل الأخير إلى عالم جديد من الفيزياء لم نفهمه بعد.
مرجع: Aartsen، M. G.، et al. "البحث عن أحداث IceCube في اتجاه مرشحي ANITA neutrino."
