لأول مرة..رصد "جسيم نادر" يرجع أصله إلى نشأة الكون!

العالم - علوم وتكنولوجيا

والمسارع النووي الكبير هو جهاز مسرع الجسيمات التابع للمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن)، إذ أنتج الباحثون الجسيم عن طريق تصادم مليارات الأيونات الثقيلة داخل مسرع الجسيمات الشهير، وأطلقوا عليه اسم الجسيم إكس لأنهم لا يعلمون ماهيته بعد.

حسب موقع Gizmodo الأمريكي، السبت 29 يناير/كانون الثاني 2022، فقد قام فريق باحثي CMS Collaboration، الذي يجمع البيانات من عداد لولب مركب للميون الخاص بالمسارع النووي الكبير، بمصادمة ذرات الرصاص الثقيلة معاً عند درجات حرارة تصل إلى 5.5 تريليون درجة مئوية، وقد تم نشر نتائج الفريق في دورية Physical Review Letters.

لدى الفيزيائيين نظريةٌ عن اللحظات الأولى للكون بعد الانفجار العظيم، مفادها أنّ المادة وقتها كانت عبارةً عن بلازما تتألف من جسيمات الكوارك والغلوون دون الذرية المحشورة معاً في سائل فائق التسخين.

بمجرد أن هدأت البلازما بعد عدة ميكروثوان من الانفجار، بدأت البروتونات والنيوترونات المألوفة تتشكل لتمهد الطريق أمام أشكالٍ أضخم من المادة.

ولكن قبل أن تهدأ البلازما، كانت بعض الكواركات والغلوونات تتصادم لتشكل جسيمات أكثر غموضاً، وهي الجسيمات التي يصفها الفيزيائيون بالجسيمات إكس.

أصبحت جسيمات إكس نادرةً اليوم لأن الكون لم يعد بنفس درجة الكثافة أو الحرارة، لكن كريشنا راجاغوبال، عالم فيزياء الجسيمات بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الذي لا علاقة له بالبحث الأخير، قال في عام 2010: "إذا كنت مهتماً بخصائص الكون التي دامت لبضع ميكروثوان، فإنّ أفضل طريقة لدراسته ستكون باستخدام مسرع الجسيمات، وليس المقراب".

كذلك، نجح الفريق في رصد 100 جسيم إكس من كتلةٍ معينة تُدعى إكس (3872)، والتي عاشت لمدة واحد على سكستليون جزء من الثانية قبل أن تضمحل. يُذكر أن فريق Belle Collaboration هو الذي عثر على الكتلة إكس (3872) لأول مرة في عام 2003 عن طريق رصد الطفرات، وهي عملية تحديد الباحثين للكميات غير المتوقعة من الكتلة أو الطاقة على أنظمتهم.

ورغم ظهور واختفاء جسيمات أخرى مثير للاهتمام داخل المسارع النووي الكبير، لكن إكس (3872) هو أول جسيم يتم رصده من بلازما الكوارك والغلوون التي يتم توليدها هناك.

إذ تمكن الفريق القائم على الدراسة من محاكاة ظروف الكون المبكر عن طريق مسارعة 13 مليار أيون. وحين تصادمت الجسيمات، أنتجت آلاف الجسيمات المشحونة قصيرة الأجل.

في هذا السياقن قال ين-جي لي، عالم الفيزياء بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمشارك في البحث الجديد، خلال حديثه إلى موقع Gizmodo الأمريكي إنّه من المحتمل وجود جسيمات إكس أخرى في البيانات الأخيرة. لكن الباحثين لم تكن لديهم طريقةٌ لرصدها بسبب الضوضاء الهائلة في الخلفية.