مرد نوترینویی:

پهنه‌های یخ‌زده قطب جنوب را به یک رصدخانه عظیم کیهانی تبدیل کرد.



فرانسیس هالزن دریافت که می‌توان از یخ‌های قطب جنوب برای ردیابی ذراتی به نام «نوترینو» استفاده کرد.

رهبری علمی او نقشی بنیادین در شکل‌گیری «رصدخانه نوترینوی آیس‌کیوب» داشت؛

توده‌ای به حجم یک کیلومتر مکعب از یخ که به حسگرهای نوری مجهز شده است.

با استفاده از آیس‌کیوب، پژوهشگران قادرند نوترینوهایی را که از فرآیندهای بسیار پرانرژی در  دوردست‌های جهان ناشی می‌شوند، شکار کنند.

نوترینوها همه‌جا هستند،
اما خود را نشان نمی‌دهند.
آن‌ها بدون آنکه متوجه شویم، از تمام کره زمین و حتی از بدن ما عبور می‌کنند.

بسیار به ندرت، یک نوترینو با هسته یک اتم واکنش می‌دهد و همین موضوع، کشف آن‌ها را برای کسی که تجهیزات مناسب داشته باشد، ممکن می‌سازد.

دانشمندان از دیرباز می‌دانستند که کیهان حاوی شتاب‌دهنده‌های طبیعی ذرات است؛ شتاب‌دهنده‌هایی که ذراتی را با انرژی‌هایی تا یک میلیون برابر بیشتر از آنچه در آزمایشگاه‌های زمینی قابل دستیابی است، به بیرون پرتاب می‌کنند.
درباره این منابع هنوز ابهامات زیادی وجود دارد: آن‌ها چیستند، کجا قرار دارند و فرآیندهای اصلی درون آن‌ها چگونه است؟

نوترینوهای دارای انرژی فوق‌العاده بالا، در همان محیط‌هایی خلق می‌شوند که سایر انواع ذرات پدید می‌آیند.
با این حال،
برخلاف ذرات دیگر، نوترینوها بدون تغییر مسیر یا از دست دادن انرژی به ما می‌رسند.

این بدان معناست که آن‌ها می‌توانند اطلاعاتی را فراهم کنند که از هیچ راه دیگری قابل دستیابی نیست.

هنگامی که یک نوترینو با هسته یک اتم برخورد می‌کند، تابشی از نور ایجاد می‌شود که توسط حسگرهای موجود در یخ‌های شفاف یخچال‌های طبیعی قابل ردیابی است.
یخ‌های قطب جنوب مزایای بسیاری دارند؛ چرا که از انواع تداخل‌ها عاری بوده و این منطقه از نظر زمین‌شناختی نیز پایدار است و زلزله‌ای در آن رخ نمی‌دهد.

ایده هالزن به سرعت مورد حمایت دیگر پژوهشگران قرار گرفت و تنها چند سال بعد، آزمایش‌های اولیه روی حسگرهای مستقر در یخ انجام شد.

از آنجا که نوترینوهای کیهانی با انرژی بسیار بالا بسیار کمیاب هستند، برای مشاهده تعداد کافی از این برخوردها به حجم عظیمی از یخ نیاز بود.
پروژه آیس‌کیوب یک کیلومتر مکعب کامل از یخ را پوشش می‌دهد و در سال ۲۰۱۱ تکمیل شد.

پژوهشگران به زودی اولین نوترینوهای پرانرژی را کشف کردند و چند سال بعد توانستند خبر کشف نوترینوهایی را منتشر کنند که قطعاً منشأ آن‌ها بسیار فراتر از منظومه شمسی ماست.

جستجو برای یافتن منابع نوترینوی جهان می‌توانست به‌طور جدی آغاز شود.


واکنش‌های نوترینو که به‌طور مستمر توسط آیس‌کیوب گردآوری می‌شوند، دانش نوینی درباره محیط‌های خشنِ زادگاهِ نوترینوهای پرانرژی در اختیار دانشمندان قرار خواهد داد و حتی ممکن است پدیده‌های کیهانی ناشناخته‌ای را برای ما آشکار سازد.

منابع:
وب‌سایت رسمی نوبل برای جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶

(سایت دیپ لوک)


🆔 @atomicphysicsss
⚛ کانال تخصصی فیزیک اتمی