📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

في فبراير 2023، سجل التلسكوب المائي KM3NeT، المرسى على عمق ثلاثة كيلومترات قبالة سواحل صقلية، وميضاً. ميون واحد فقط رسم خطاً عبر الكاشف، تاركاً أثر طاقة قدره 220 بيتا إلكترون فولت. الأمر أشبه بأن تثقب بعوضة جداراً خرسانياً أثناء طيرانها. كان المصدر نيوترينو — جسيم شبح لا يتفاعل تقريباً مع المادة. لكن طاقة هذا «الشبح» كانت هائلة لدرجة أنها أربكت علماء الفيزياء الفلكية.

عادةً، تولد النيوترينوات بهذه الطاقات في الثقوب السوداء أو انفجارات المستعرات العظمى. لكن الحسابات تُظهر أن «المسرعات» الكونية المعروفة لا يمكنها تسريع جسيم إلى 220 بيتا إلكترون فولت. وحتى لو استطاعت، لكانت مراصد أخرى، مثل IceCube، قد رصدت تدفقاً كاملاً من مثل هذه الأحداث. لكن هذا التدفق غير مرئي. يقترح مؤلفو العمل تفسيراً آخر: النيوترينو لم يأتِ من مصدر فيزيائي فلكي، بل من اضمحلال جسيم فائق الثقل — «أثر» من اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم. هذا الجسيم، المُسمى X، له كتلة تبلغ حوالي 4.4 × 10⁸ GeV — أثقل بـ 400 مليون مرة من البروتون.

الآلية أنيقة: الجسيم X يضمحل إلى زوج من نيوترينو ونيوترينو مضاد، ويصل أحدهما إلى الأرض. لكي لا يخل هذا الاضمحلال بملاحظات أشعة غاما الفلكية، يجب أن يكون عمر X هائلاً — بحدود 10²⁹–10³⁰ ثانية. هذا أكبر بمليارات المرات من عمر الكون. إذا ضغطنا عمر الكون إلى ثانية واحدة، فإن X يعيش أطول من تلك الثانية. في النموذج، يبدو الجسيم X كحالة مرتبطة بجسيمين ثقيلين، تشبه البوزيترونيوم، لكنها أثقل بألف مليار مرة. خصائصه تندرج بشكل طبيعي في مخططات التوحيد الكبير — النظريات التي توحد القوى القوية والضعيفة والكهرومغناطيسية في قوة واحدة عند طاقات حوالي 10¹⁴–10¹⁶ GeV.

هذا النهج لا يفسر الإشارة الغامضة فحسب، بل يربطها أيضاً بكتلة النيوترينو. اعتماداً على ما إذا كان النيوترينو جسيماً ديراكياً أو ماجورانياً (أي ما إذا كان مطابقاً لجسيمه المضاد)، يتنبأ النموذج بسيناريوهات مختلفة. في إحدى الحالتين يتطلب نوعاً واحداً من التفاعل، وفي الأخرى نوعاً آخر، ويمكن اختبار ذلك في تجارب مستقبلية. إذا كانت الفرضية صحيحة، فقد لمسنا لأول مرة فيزياء مقاييس مغلقة إلى الأبد أمام المسرعات الأرضية. نيوترينو واحد، تم التقاطه في عمق الماء، قد يكون المفتاح لفهم كيفية تركيب المادة في أعمق مستوى.