تحلل النيوترينو يوفق بين عالمين ⚡ экспресс
تفرض البيانات الكونية الحديثة (DESI DR2 وإشعاع الخلفية الكونية الميكروي) حدًا أقصى صارمًا لمجموع كتل النيوترينوات — حوالي 0.06 إلكترون فولت، في حين تقدم تجارب التذبذبات حدًا أدنى حوالي 0.06 إلكترون فولت. أظهر العلماء أنه إذا كانت النيوترينوات قادرة على التحلل إلى جسيمات غير مرئية خارج النموذج القياسي، فإن هذا الحد يرتاح إلى 0.23 إلكترون فولت، مما يزيل التناقض. كما تم تحليل سيناريو أقل غرابة لأول مرة — تحلل النيوترينوات إلى نيوترينوات أخف — ولكنه لا يخفف القيود إلا بشكل طفيف، بل ويشددها أحيانًا. وهكذا، مثل الشموع المتلاشية على قالب الحلوى، تغير التحللات تصورنا لكتلة الكون.
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.