تحلل النيوترينو يوفق بين عالمين ⚡ экспресс
تشير أحدث البيانات الكونية (DESI DR2 وإشعاع الخلفية الكونية الميكروي) إلى حد أعلى لمجموع كتل النيوترينوات ∑mν ≲ 0.06 إلكترون فولت، مما يتعارض مع الحدود الدنيا المستمدة من تجارب التذبذبات. تبين الدراسة أن تحلل النيوترينوات إلى جسيمات عديمة الكتلة خارج النموذج القياسي، بأعمار تتراوح بين τν ~ 0.01–1 مليار سنة، يخفف هذا القيد إلى ∑mν < 0.23 إلكترون فولت (بفاصل ثقة 95%)، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع بيانات التذبذبات. ولأول مرة، تم إجراء تحليل كوني لتحلل النيوترينوات إلى نيوترينوات أخف، بما يتوافق مع فروق الكتلة المقيسة. وعلى عكس التحلل إلى جسيمات من فيزياء جديدة، فإن هذا السيناريو لا يخفف القيود إلا بشكل هامشي، أو حتى يشددها، اعتمادًا على تراتبية الكتلة. وتظهر النتائج أن النيوترينوات ذات الأعمار القصيرة نسبيًا يمكنها حل التناقض الكوني الرئيسي دون الحاجة إلى نماذج غريبة.
في ثلاثينيات القرن الماضي، أدرك باولي أنه بدون جسيمات شبحية دقيقة لا تتوازن طاقة النجوم. وهكذا وُلدت النيوترينوات — تلك الجوالة غير الملموسة التي تخترق كل شيء. يجب أن تكون لها كتلة، وإلا لما تمكنت من التحول إلى بعضها البعض، لكن أرصاد توسع الكون أظهرت أن وزنها الإجمالي يكاد يكون صفراً. في المقابل، أصرت التجارب المختبرية على رقم أكبر.
تقارن دراسة جديدة النيوترينوات بالتمر في كيس مثقوب. فإذا اختفى نصف حبات التمر في الطريق، فعند وزن المتبقي ستفقد بعضاً منها. وهكذا الحال في علم الكون: إذا تحللت النيوترينوات إلى جسيمات غير مرئية بالكامل خلال فترة تتراوح بين عشرة ملايين ومليار سنة، فإننا اليوم لا نقيس إلا الجزء الباقي منها. وتسمح البيانات الحديثة من مسح DESI وإشعاع الخلفية الكونية الميكروي للانفجار العظيم بكتلة أعلى أربع مرات من السابق — وهو ما يكفي لتهدئة الجدل.
مفاجأة غير متوقعة: التحلل إلى أنواع مألوفة من النيوترينوات لا يحقق مكسباً يُذكر. فالكيس لا يزال يبدو ممتلئاً. إذن، تخفي الطبيعة فيه شيئاً خارج نطاق النموذج القياسي — جسيمات لا نعرف عنها شيئاً بعد. وهناك ينبغي توجيه البحث.
🎯 يوجد في الكون من النيوترينوات ما يقرب من عدد فوتونات إشعاع الخلفية الكونية — حوالي 330 في كل سنتيمتر مكعب.