بينغ بونغ مع الخفي: النيوترينوات تبحث عن المادة المظلمة
رصدت تلسكوبات النيوترينو جسيمات غامضة من مستوى المجرة. هناك فرضية تقول إنها أصداء لتصادمات الأشعة الكونية مع المادة المظلمة الخفيفة. مثلما يحكي الصدى في الجبال عن مسافر غير مرئي. لم نعثر على إشارة مباشرة بعد، لكننا حسبنا قيودًا صارمة، وقد تحقق الكواشف المستقبلية اختراقًا.
المادة المظلمة غير المرئية هي واحدة من أعظم ألغاز الفيزياء. نحن نعلم أنها موجودة لأننا نرى كيف تجذب النجوم: فلقد لاحظت فيرا روبين أن المجرات تدور بسرعة كبيرة جداً، وكان فريتز زفيكي أول من تحدث عن الكتلة المخفية. يُعتقد أن المادة المظلمة ظهرت مباشرة بعد الانفجار العظيم، في الحقبة التي بدأ وصفها جورج لوميتر. للإمساك بها، استخدم العلماء حيلة. تخيّل غرفة مظلمة بها قطة خفية. إذا رميت فيها كرات بينغ بونغ — هذه هي الأشعة الكونية، ومعظمها أنوية الهيدروجين — فإنه أحياناً تصطدم كرة بالقطة فيصدر رنين خافت. هذا الرنين هو النيوترينوات، جسيمات شبحية تندفع تقريباً بسرعة سرعة الضوء ولا تتفاعل مع أي شيء تقريباً. ومن المفترض أن تنبعث هذه "الرنينات" بشكل خاص من مركز المجرة، حيث يغفو ثقب أسود فائق الكتلة محاطاً بالمادة المظلمة.
باستخدام 13 عاماً من بيانات تلسكوب النيوترينو ANTARES المثبّت في قاع البحر الأبيض المتوسط، قام الباحثون "باستراق السمع" للحافة المجرية. لقد وزّعوا إشارات النيوترينو حسب الطاقات — تماماً كما يقوم المطيافية بتحليل الضوء إلى قوس قزح — وقارنوها بما كان متوقعاً من تصادمات مع المادة المظلمة. لم يتم العثور على فائض واضح، وهو بحد ذاته نتيجة: فقد أتاح وضع حد أعلى صارم لقوة التفاعل. هذا النهج يُذكر بطريقة العبور للبحث عن الكواكب، حيث يُلتقط التلألؤ الضئيل للنجوم، لكن هنا نبحث عن زيادة وليس نقصاناً. على عكس تلسكوب هابل الفضائي الذي يرى الكون بالضوء المألوف، تنظر تلسكوبات النيوترينو عبر الغاز والغبار، ويمكنها مع المراقبات المستقبلية لـ الموجات الثقالية أن تُشكّل صورة كاملة. ومع أن أساس التصادمات يعود إلى ترابطات كمومية، إلا أن الدور الحاسم لعِبته النماذج الدقيقة والإحصائيات التي امتدت لسنوات.
🎯 ترسل الشمس في كل ثانية نحو الأرض سيولاً من النيوترينوات بقوة تجعل حوالي 100 مليار من هذه الجسيمات تمر عبر طرف إصبعك.