منتدى يعني بالكتب والتقارير العلمية

@ كل @عام @ وانتم@ بالف@خير @

#### عيدكم مبارك .... وعساكم من عواده ####

    ثمانية عقود مع الشمس ونيوترينوهات

    شاطر

    مروه ليزر

    عدد المساهمات : 204
    نقاط : 550
    تاريخ التسجيل : 31/08/2010

    ثمانية عقود مع الشمس ونيوترينوهات

    مُساهمة  مروه ليزر في الخميس سبتمبر 09, 2010 2:51 am

    <BLOCKQUOTE class="postcontent restore ">
    ثمانية عقود مع الشمس والنيوترينوهات(*******)
    اقتضى ما يقرب من قرن لكي نتحقق تماما من أننا نفهم كيفية توليد الشمس لطاقتها. وتطور خلال ذلك فهمنا للنيوترينوهات من كونها فرضيات تخمينية لتصبح أداة تجريبية أساسية. ويشير تذبذب النيوترينوهات إلى فيزياء جديدة أساسية سيتم اكتشافها خلال العقود القادمة.
    1920 اقترح <A.أدينگتون> أن مصدر طاقة الشمس هو اندماجات نووية تحول ذرات الهدروجين إلى هليوم.
    1930 أنقذ <W.پاولي> مبدأ الحفاظ على الطاقة بافتراضه وجود جسيم غير مرئي، هو النيوترينو، ينقل الطاقة من بعض عمليات الاضمحلال الإشعاعي.
    1938 حلل <H.بيته> السيرورات النووية الأساسية التي يمكن أن تولّد طاقة الشمس، وقدر بدقة درجة حرارة مركز الشمس.
    1956 اكتشف <F.راينز>
    و <C.كووان>، أول مرة، النيوترينو باستخدام مفاعل نهر ساڤانا النووي.
    1964 تنبأ
    <J.بهكال> بفيض النيوترينوهات المتوقع رصده من الشمس.
    1967 قاس <R.ديڤز، جونير>، أول مرة، النيوترينوهات القادمة من الشمس باستخدام 600 طن من سائل يستخدم في التنظيف الجاف في منجم في ليد بداكوتا الجنوبية.
    1969 اقترح <V.جريبوڤ> و <B.پونتيكودڤو> أن تذبذب النيوترينوهات يفسر قلة العدد المكتشف منها.
    1978 و 1985 افترض<S.ميخييڤ > و <A.سمرنوڤ> و <L.ولفنشتاين> أن المادة يمكن أن تعزز تذبذبات النيوترينو.
    1998 جمّع السوپر-كميوكاندا دلائل على تذبذب النيوترينوهات في نيوترينوهات الأشعة الكونية.
    2002 أكد مرصد سدبري للنيوترينوهات SNO أن النيوترينوهات القادمة من الشمس تتذبذب إلى نكهات أخرى، وحل بذلك مشكلة النيوترينوهات الشمسية تماما.
    2002 كشفت تجربة كاملاند تذبذب النيوترينوهات المضادة المنبعثة من المفاعلات النووية.
    [center]
    [/center]

    وفي الوقت الذي لا تستطيع فيه الشمس كلها ولا الأرض كلها إعاقة مرور النيوترينوهات خلالها، فإن أسر هذه النيوترينوهات بوساطة مكشاف يزن 1000 طن فقط يعتبر تحديا كبيرا. ولكن على الرغم من أن معظم النيوترينوهات التي تدخل مرصد سدبري تمر عبره فإن أحدها سيرتطم في حالات نادرة جدا وبمحض المصادفة بإلكترون أو بنواة ذرة ويترك طاقة كافية لرصده. وعندما يتوافر عدد كاف من النيوترينوهات فإن ندرة مثل هذه التآثرات يمكن التغلب عليها. ومن حسن الحظ فإن عدد النيوترينوهات التي تطرحها الشمس هائل ـ تمر خمسة ملايين نيوترينو شمسي عالية الطاقة عبر كل سنتيمتر مربع من سطح الأرض في الثانية الواحدة ـ وهذا يعني حصول 10 أحداث، أي تآثرات، نيوترينوية في كل يوم، في الألف طن من الماء الثقيل الذي يحويه مرصد سدبري. إن جميع تفاعلات أنواع النيوترينوهات الثلاثة التي تحصل في سدبري تولد إلكترونات ذات طاقة كبيرة، يمكن كشفها من خلال ما تنتجه من أشعة شيرنكوف ـ وهي مخروط ضوئي ينبعث مثلما تنبعث موجة صدم بوساطة الجسم المتحرك بسرعة عالية.

    هنالك خمسة ملايين نيوترينو شمسي بطاقة عالية تخترق
    كل سنتيمتر مربع من جسمك كل ثانية.
    ومع ذلك، فإن العدد الصغير من أحداث النيوترينوهات هذه ينبغي تمييزه من ومضات ضوء شيرنكوف الناتجة من حركة جسيمات أخرى. وعلى وجه الخصوص تتولد ميونات الأشعة الكونية بشكل مستمر في الأجواء العليا للأرض، وعندما تدخل إلى المكشاف يمكنها توليد ما يكفي من أشعة شيرنكوف لإضاءة جميع صمامات المضاعف الضوئي. إلا أن كيلومترات الصخور الفاصلة بين سطح الأرض ومرصد سدبري تقلص طوفان ميونات الأشعة الكونية إلى مجرد ثلاثة ميونات كل ساعة. وعلى الرغم من أن ثلاثة ميونات في الساعة أكبر بكثير من تآثر 10 نيوترينوهات في اليوم، فإن من السهل تمييز هذه الميونات من أحداث النيوترينوهات عن طريق ملاحظة ضوء شيرنكوف الذي تُولده في الماء الاعتيادي خارج المكشاف.

    وثمة مصدر أكثر سوءا يتسبب في تخريب تعداد النيوترينوهات، هو النشاط الإشعاعي الذاتي لمواد المكشاف ذاتها. فكل ما في المكشاف، بدءا من الماء الثقيل نفسه، إلى الوعاء الأكريليكي الذي يحوي الماء، إلى الزجاج والفولاذ الذي يشكل صمامات المضاعف الضوئي والهيكل الرابط، تحتوي جميعها على آثار من عناصر إشعاعية طبيعية. وبالمثل فإن الهواء الذي في المنجم يحتوي على غاز الرادون المشع. وفي كل مرة تضمحل نواة في هذه المواد المشعة داخل مكشاف مرصد سدبري فإنها يمكن أن تطلق إلكترونا ذا طاقة كبيرة أو إشعاع گاما، وبالتالي تولد ضوء شيرنكوف يماثل ذلك الذي يتولد من النيوترينو. لذا يجري تنقية الماء والمواد الأخرى الداخلة إلى مرصد سدبري من معظم الملوثات الإشعاعية (أو يتم اختيارها من مصادر نقية بطبيعتها)، ومع ذلك فإن احتواءها على تلوث إشعاعي بأجزاء من البليون سيؤدي إلى غمر الإشارات الحقيقية بأخرى كاذبة.

    لذلك فإن مهمة مرصد سدبري معقدة جدا؛ إذ يجب أولا حصر أحداث النيوترينوهات ثم تحديد العدد الذي تسببه كل من التفاعلات الثلاثة، وأخيرا تقدير عدد النيوترينوهات الظاهرية الناشئة عن مصادر أخرى مثل التلوث الإشعاعي. إن أخطاء صغيرة بمقدار بضعة أجزاء في المئة في أي خطوة من التحليل تفقد مقارنة مرصد سدبري لدفق نيوترينوهات-الإلكترون مع الدفق الكلي للنيوترينوهات كل معنى. وقد سجل مرصد سدبري نحو نصف بليون حدث في فترة الـ306 أيام التي عمل فيها بين الشهر 11/1999 والشهر 5/2001. وفي الوقت الذي اكتمل فيه تلخيص النتائج فإن 2928 حدثا فقط بقيت مرشحة كأحداث نيوترينوية.

    لا يستطيع مرصد سدبري وحده تحديد ما إذا كان حدث ما، مرشح لأن يكون حدث نيوترينو، هو نتيجة تفاعل بعينه. ذلك أنه من الناحية النموذجية، يمكن لحدث كالذي في الصفحة 44 أن يكون ناتجا من انشطار الدوتيرون أو من امتصاص النيوترينو على حد سواء. ولحسن الحظ فإن الفروق بين التفاعلات تظهر حينما نتفحص أحداثا كثيرة. فمثلا يؤدي تفكك الدوتيرون، أي انشطار نواة الدوتيروم الموجود في الماء الثقيل، إلى إصدار شعاع گاما له الطاقة نفسها، في حين تمتلك الإلكترونات المتولدة من امتصاص النيوترينوهات وتبعثر الإلكترونات طيفا واسعا من الطاقات. وكذلك فإن الإلكترونات الناتجة من التبعثر تنطلق بعيدا عن الشمس، في حين يتجه ضوء شيرنكوف الناتج من تفكك الدوتيرونات في أي اتجاه. وأخيرا فإن مواضع حدوث التفاعلات تختلف من حالة لأخرى. فمثلا، يحدث تبعثر الإلكترونات في الطبقة الخارجية من الماء الخفيف (العادي) التي تغلف المكشاف بالسهولة نفسها التي يحدث بها في الماء الثقيل، خلافا للتفاعلات الأخرى ـ ومن خلال تفهم هذه التفاصيل يمكن للباحثين في مرصد سدبري أن يحددوا إحصائيا عدد الأحداث المتعلقة بكل نوع من التفاعلات.

    إن هذا التفهم هو نتيجة لقياسات شكلت ـ في حد ذاتها ـ تجارب كاملة في مجال الفيزياء النووية. فلتحديد كيفية قياس الطاقة باستخدام ضوء شيرنكوف، تم دس مصادر إشعاعية ذات طاقات معروفة داخل المكشاف؛ ولمعرفة كيفية مرور ضوء شيرنكوف عبر المواد المختلفة المكونة للمكشاف وانعكاسه عليها (الماء والأكريليك وصمامات المضاعف الضوئي)، استخدم مصدر ضوء ليزري ذي طول موجي متغير. كما تم تقدير تأثيرات التلوث الإشعاعي بتجارب مماثلة، بما في ذلك إجراء تقديرات كمية راديوية للماء باستخدام تقنيات جديدة صممت خصيصا لمرصد سدبري.

    ظهر من التحليل الإحصائي النهائي لنتائج مرصد سدبري أن 576 حدثا تعزى إلى تفكك الدوتيرونات، وأن 1967 حدثا ناتجة من امتصاص النيوترينوهات، وأن 263 حدثا ناتجة من تبعثر الإلكترونات، فيما تُعزى سائر الأحداث وعددها 122 حدثا إلى النشاط الإشعاعي والتأثيرات الخلفية الأخرى. وينبغي لنا انطلاقا من هذا التعداد للأحداث حساب العدد الحقيقي للنيوترينوهات المارة خلال مرصد سدبري بناء على الاحتمالات الضئيلة لأن يتسبب نيوترينو بعينه في تفكيك دوتيرون أو أن يتم امتصاصه أو أن يبعثر إلكترونا. وكانت حصيلة هذه الحسابات أن أحداث امتصاص النيوترينوهات البالغة 1967 حدثا تمثل مرور 1.75 مليون من نيوترينوهات-الإلكترون عبر كل سنتيمتر مربع من مكشاف مرصد سدبري في الثانية الواحدة. ويمثل هذا العدد 35 في المئة فقط من فيض النيوترينوهات الشمسية الذي تتنبأ به النماذج النظرية للشمس. وهكذا فإن مرصد سدبري يؤكد أولا ما كشفته التجارب الأخرى عن النيوترينوهات الشمسية، من أن عدد نيوترينوهات-الإلكترون الواصلة من الشمس هو أقل كثيرا من تلك التي تتنبأ بها النماذج الشمسية.

    يبقى أن السؤال الحرج هو هل عدد نيوترينوهات-الإلكترون الواصلة من الشمس أقل بشكل جوهري من عدد نيوترينوهات جميع النكهات الأخرى. في الحقيقة، إن الـ575 حدثا التي تعزى إلى تفكك الدوتيرون تمثل فيضا كليا من النيوترينوهات قدره 5.09 مليون نيوترينو لكل سنتيمتر مربع في الثانية، وهذا أكبر بكثير من ال1.75 مليون نيوترينو-الإلكترون المقاسة بعملية امتصاص النيوترينو. لقد تم تحديد هذه الأعداد بدقة عالية، والفرق بينهما يزيد على خمسة أضعاف الخطأ التجريبي.

    إن الفائض في عدد النيوترينوهات المقاسة بوساطة تفكك الدوتيرونات يعني أن ثلثي العدد الكلي البالغ 5.09 مليون نيوترينو الآتي من الشمس هو إما نيوترينوهات-الميون وإما نيترينوهات-التاو. ولما كانت التفاعلات الاندماجية في الشمس لا تولد إلا نيوترينوهات-الإلكترون فلا بد أن يتحول بعضها وهو في طريقه إلى الأرض. وهكذا فقد برهن مرصد سدبري بشكل مباشر على أن النيوترينوهات لا تخضع في سلوكها إلى المخطط البسيط الذي يصفه النموذج المعياري: ثلاث نكهات متميزة عديمة الكتلة. وخلال عشرين عاما من المحاولات لم يتضح أن للجسيمات الأولية خواص لا يتضمنها النموذج المعياري، إلا من تجارب كتلك التي أجريت في السوبر-كمپوكاندا ومرصد سدبري. لقد قدمت الأرصاد المتعلقة بتحول نكهات النيوترينو دليلا تجريبيا مباشرا على وجود الكثير مما يُنتظر اكتشافه عن الكون الميكروي.

    بعض التجارب الأخرى حول النيوترينو(********)
    هومستيك: هو مكشاف للنيوترينوهات الشمسية موضوع في منجم الذهب بهومستيك في ليد بداكوتا الجنوبية. بدأت تجربة الكلورين الأصلية عام 1966 واستخدمت 600 طن من سائل يستخدم في عمليات التنظيف الجاف، وقد تم تعزيزها عام 1996 بتجربة يوديد الصوديوم الكيميائي الإشعاعي باستخدام 100 طن من اليود.
    كاميوكا: وتضم مرصد السوپر-كميوكاندا الذي يستخدم مكشافا يحوي 50000 طن من الماء الخفيف لدراسة الأشعة الكونية والنيوترينوهات الشمسية، إضافة إلى حزم نيوترينوهات-الميون التي تأتي من مختبر KEK الذي يبعد 250 كيلومترا (تجربة K2K). كما تضم كاملاند KamLAND وهو مكشاف أصغر (يحتوي على عداد تلألؤ سائلي liquid scintillator زنته 1000 طن، يُصدر ضوءا عند مرور جسيمات مشحونة خلاله)، ويقوم بتعداد نيوترينوهات-الإلكترون المضادة التي تبثها جميع المفاعلات النووية المجاورة في كوريا الجنوبية واليابان.
    سيج: (تجربة الگاليوم الروسية الأمريكية للنيوترينوهات الشمسية). وقد أجريت في باكسان بجبال القوقاز في روسيا، واستخدمت 50 طنا من الگاليوم. وهي قادرة على كشف النيوترينوهات المنخفضة الطاقة التي تنتج من اندماج الپروتونات في الشمس.
    گران ساسو: المختبر الأكبر تحت الأرض في العالم. يتم الدخول إليه عن طريق نفق يقع تحت جبال گران ساسو على بعد 150 كيلومترا شرق روما. وتتضمن تجارب النيوترينوهات الشمسية تجربة Gallex/GNO التي بدأت عام 1991، وتستخدم 30 طنا من الگاليوم (على هيئة ثلاثي كلوريد الگاليوم المائي)، والبوريكسينو وهي كرة زنتها 300 طن، يجري مشاهدتها عن طريق 2200 صمام ضوئي مضاعف، وينتظر إتمام بنائها عام 2003.
    مينيبون: (تجربة النيوترينو المُضخم) تقع في مختبر فيرمي Fermilab بإيلينوي، حيث تجتاز حزم نيوترينوهات-الميون ومضاداتها مسافة 500 متر في باطن الأرض، ويجري كشفها في خزان سعته 800 طن من الزيت المعدني. يهدف المشروع إلى فحص نتيجة مثيرة للجدل لتجربة LSND التي جرت في مختبر لوس ألاموس الوطني عام 1995. بدأ المشروع بجمع البيانات في الشهر 9/2002.
    مينوس: سيوجه حزمة نيوترينوهات من مختبر فيرمي إلى مكشاف سودان Soudan الذي يبعد عنه 735 كيلومترا، في مينيسوتا. والمكشاف مؤلف من 5400 طن من الحديد موشحة بمكاشيف پلاستيكية للجسيمات؛ ومن المقرر أن يبدأ جمع البيانات عام 2005.

    ولكن ماذا عن مشكلة النيوترينوهات الشمسية نفسها؟ هل يفسر اكتشاف تحول نيوترينوهات-الإلكترون إلى نكهات أخرى، كليا، النقص المرصود في عددها خلال الثلاثين سنة الماضية؟ نعم إنه يفسر ذلك، لأن العدد الذي تم استنتاجه وهو 5.09 مليون نيوترينو يتفق بدرجة لافتة للنظر مع تنبؤات النماذج الشمسية. ويمكننا الآن الادعاء بأننا نفهم حقيقة الطريقة التي تولد بها الشمس طاقتها. فبعد أن سلكنا طريقا غير مباشر على مدى ثلاثة عقود وجدنا فيها أن الشمس يمكن أن تُعلمنا شيئا جديدا عن النيوترينوهات، يمكننا أخيرا أن نعود إلى هدف <ديڤز> الأصلي ونبدأ باستخدام النيوترينوهات لفهم الشمس. فعلى سبيل المثال تستطيع الدراسات النيوترونية أن تحدد لنا كمية الطاقة الشمسية الناتجة مباشرة من الاندماج النووي لذرات الهدروجين، والكمية التي تحفزها بذرات الكربون.

    المستقبل(*********)
    تذهب مضامين الاكتشاف الذي حققه مرصد سدبري إلى أبعد من هذا، فإذا كانت النيوترينوهات تغير نكهاتها بالتذبذب فإن هذا يعني أن النيوترينو لا يمكن أن يكون عديم الكتلة. ومن بين الجسيمات المعروفة التي تملأ الكون، تأتي النيوترينوهات بعد الفوتونات من حيث التعداد، لذا فإن كتلة النيوترينو مهما كانت ضئيلة قد تكون ذات أهمية كوسمولوجية كبرى. لكن تجارب التذبذب في مرصد سدبري والسوپر-كميوكاندا تقيس فقط الاختلاف في كتل النيوترينو وليس الكتل نفسها. ونظرا لأن الفرق في الكتل ليس صفرا فإن هذا يعني أن كتل بعضها على الأقل ليست صفرا. وإذا وفَّقنا بين فروق الكتلة التي وفرتها نتائج التذبذب وبين الحدود العليا لكتلة نيوترينو-الإلكترون التي وفرتها تجارب أخرى، تبين لنا أن النيوترينوهات تشكل ما نسبته 0.3 إلى 21 في المئة من الكثافة الحرجة اللازمة لكون مسطح flat (تشير نتائج كوسمولوجية أخرى بقوة إلى أن الكون مسطح). وهذه الكمية ليست تافهة (إنها تماثل إلى حد ما ال4 في المئة من الكثافة الناتجة من الغازات والغبار والنجوم)، لكنها ليست كافية تماما لتفسير كل المادة التي يبدو أنها موجودة في الكون. ولما كانت النيوترينوهات هي آخر الجسيمات المعروفة التي كان يمكنها أن تؤلف المادة المظلمة المفقودة فإن جسيما أو جسيمات أخرى غير معروفة حاليا لا بد أن توجد أيضا بكثافة أكبر كثيرا من كل ما نعرفه.

    ويواصل مرصد سدبري أيضا البحث عن دليل مباشر لتأثيرات المادة في تذبذبات النيوترينو. وكما ذكرنا سابقا فإن مرور النيوترينوهات عبر الشمس يمكن أن يزيد احتمال تذبذبها. وإذا ما حدث ذلك فإن اجتياز النيوترينوهات آلاف الكيلومترات داخل الأرض يمكن أن يُحدث عكسا reversal صغيرا في السيرورة ـ يمكن للشمس عندئذ أن تبدو أكثر سطوعا بالنسبة إلى نيوترينوهات-الإلكترون خلال الليل منها خلال النهار. وأظهرت نتائج مرصد سدبري بالفعل أن هنالك فرقا ضئيلا بالزيادة في نيوترينوهات-الإلكترون الواصلة إلى المرصد خلال الليل مقارنة بتلك التي تصله خلال النهار ـ إلا أن القياسات المتوافرة حاليا ليست مهمة إلى الحد الذي يمكن معه الجزم بأن هذا التأثير حقيقي.

    قد تساعد تجارب النيوترينو المستقبلية على تفسير
    غلبة المادة في الكون على المادة المضادة.
    إن النتائج المعلن عنها من مرصد سدبري حتى الآن ليست سوى البداية. فمن خلال الأرصاد المشار إليها هنا، كشفنا النيوترونات التي صدرت عن أحداث تفكك الدوتيرونات الحرجة من خلال رصد أسرها من قبل ذرات الدوتريوم الأخرى ـ وهذه عملية غير كفؤة تنتج ضوءا ضعيفا ـ وفي الشهر 5/2001 تم إضافة طنيْن من كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) العالي النقاوة إلى الماء الثقيل. تقوم نوى ذرات الكلورين بأسر النيوترونات بكفاءة أعلى مما تقوم به نوى الدوتريوم، مولدة أحداثا تُنتج ضياء أكثر يسهل تمييزها من نواتج الخلفية. لذا فإن مرصد سدبري سيقوم بقياس منفصل وأكثر حساسية لمعدل تفكك الدوتيرونات، بهدف التحقق من صحة النتائج الأولى. كما قامت تعاونية مرصد سدبري ببناء صفيف من مكاشيف فائقة النظافة تسمى العدادات التناسبية بهدف نشرها في الماء الثقيل منتصف عام 2003 للبحث عن النيوترونات بشكل مباشر. ولقد كانت صناعة هذه المكاشيف بمثابة تحدٍّ تقني من الدرجة الأولى لأنها كانت مشروطة بأن تحوي مستوى ضئيلا جدا من الخلفية الإشعاعية الذاتية، يعادل حدثا واحدا تقريبا لكل متر مربع من المكشاف في السنة ـ وسوف تقوم هذه الأجهزة عبر تجارب مستقلة، بالتحقق من صحة النتائج السابقة التي صدرت عن مرصد سدبري.

    إن لمرصد سدبري إمكانات فريدة، لكنها ليست الوحيدة بالضرورة؛ ففي الشهر 12/2002 ظهرت النتائج الأولى لتجارب يابانية-أمريكية مشتركة تسمى كاملاند KamLAND. ويقع مكشاف كاملاند في موقع السوپر-كميوكاندا، ويقوم بدراسة نيوترينوهات-الإلكترون المضادة المتولدة في جميع المفاعلات النووية المجاورة في اليابان وكوريا. فإذا كان تذبذب النيوترينوهات الذي تعززه المادة يفسر تغير النكهة التي رصدها مرصد سدبري، فإن النظرية تتنبأ بأنه ينبغي أن تغير هذه النيوترونات المضادة نكهاتها أيضا عبر مسافات تبلغ عشرات أو مئات الكيلومترات. وفي الواقع، فقد كشف كاملاند عن عدد قليل جدا من نيوترينوهات-الإلكترون المضادة مما يعني أنها تتذبذب خلال مسارها من المفاعلات النووية إلى المكشاف؛ كما توحي نتائج كاملاند بوجود فروق في كتل النيوترينوهات ومتغيرات المزج مماثلة لتلك التي وجدها مرصد سدبري.

    يمكن لتجارب النيوترينو المستقبلية أن تعالج واحدة من أكبر نقاط الغموض في الكون، وهي لماذا يتكون الكون من المادة وليس من المادة المضادة؟ لقد أشار الفيزيائي الروسي <أندريه سخاروف> إلى أن التحول من الانفجار الأعظم للطاقة الصرفة إلى العالم الحالي الذي تهيمن عليه المادة يتطلب أن تكون هنالك فيزياء مختلفة للجسيمات والجسيمات المضادة. ويسمى هذا الاختلاف انتهاك زوجية الشحنة CP (charge-parity) violation. وقد أثبتت القياسات الحساسة لاضمحلال الجسيمات أن قوانين الفيزياء تحقق هذا الانتهاك. لكن المشكلة هي أن هذا الانتهاك ليس كافيا لتفسير كمية المادة التي تحيط بنا. لذلك لا بد من وجود ظواهر لم تُكتشف بعد تخبئ المزيد من انتهاكات زوجية الشحنة، وأحد هذه الأمكنة الممكنة للاختباء هو تذبذبات النيوترينو.

    إن رصد تذبذبات النيوترينو التي تنتهك الشحنة سيكون سيرورة متعددة المراحل. فأولا يجب أن يرى الفيزيائيون ظهور نيوترينوهات-الإلكترون في حزم شديدة من نيوترينوهات-الميون. وثانيا ينبغي بناء مسرعات ذات شدة أعلى، لتوليد حزم نيوترينوهات من الشدة والنقاء بحيث يمكن رصد تذبذباتها بمكاشيف موضوعة عبر القارات أو على الجانب الآخر من الكرة الأرضية. كما أن دراسة سيرورة إشعاعية نادرة تسمى تحلل بيتا اللانيوترينوي المزدوج(4) ستوفر معلومات إضافية عن كتل النيوترينوهات وظواهر انتهاك زوجية الشحنة.

    ربما يمر أكثر من عقد من الزمن قبل أن تصبح هذه التجارب حقيقة، ولربما يبدو عقد من الزمن مدة طويلة، إلا أن الثلاثين سنة الماضية، والأعمال الجبارة التي تمثلت في تجارب كتلك التي جرت في مرصد سدبري، أوضحت أن فيزيائيي النيوترينو صبورون ومثابرون جدا، وهاتان صفتان لا بد منهما لمن يتصدى لفتح مغاليق أسرار هذه الجسيمات المراوغة. إن هذه الأسرار مرتبطة ارتباطا وثيقا بالمستوى التالي لفهم فيزياء الجسيمات والفيزياء الفلكية وعلوم الكونيات (الكوسمولوجيا)، لذا ينبغي أن نبقى مثابرين دائما.

    المؤلفون
    Arthur B. McDonald - Joshua R. Klein - David L. Wark
    جميعهم أعضاء في العمل التعاوني الذي يضم 130 باحثا في مرصد سدبري. مكدونالد من مواليد مدينة سدني، في ولاية نوڤاسكوشيا بكندا، وهو مدير معهد مرصد سدبري للنيوترينوهات منذ إنشائه عام 1989، وأستاذ الفيزياء في جامعة كوينز في كنگستون بولاية أونتاريو. حصل كلاين على الدكتوراه من جامعة پرنستون عام 1994، وبدأ عمله بمرصد سدبري في جامعة پنسلڤانيا. وهو حاليا مدرس في الفيزياء بجامعة تكساس في أوستن. أما ورك فقد قضى السنوات الثلاث عشرة الأخيرة في المملكة المتحدة بجامعة أوكسفورد وجامعة سَسكس ومختبر رذرفورد أپلتن . وقد عمل في عدد من تجارب النيوترينو إضافة إلى عمله في مرصد سدبري.
    مراجع للاستزادة
    The Origin of Neutrino Mass. Hitoshi Murayama in Physics World, Vol. 15, No. 5, pages 35-39; May 2002.
    The Asymmetry between Matter and Antimatter. Helen R. Quinn in Physics Today, Vol. 56, No. 2, pages 30-35; February 2003.
    The SNO Web site is at http://www.sna.phy.queensu.ca/
    The Neutrino Oscillation Industry Web site, maintained by Argonne National Laboratory, is at http://www.neutrinooscillation.org/
    Scientific American, April 2003
    SOLVING THE SOLAR NEUTRINO PROBLEM(*)
    Overview / Oscillating Neutrinos(**)
    The Problem(***)
    The Observatory(****)
    Detecting Fickle Neutrinos(*****)
    Eight Decades of The Sun and Neutrinos(******)
    SNO's Measurement(*******)
    The Future (********)
    Some Other Neutrino Experiments(*********)
    (1) ج: نيوترينو neutrino وهو جسيم أساسي (ليبتون lepton) شحنته صفر و كتلته صفر أيضًا.
    (2) neutron نيوترون (وجمعها: نيوترونات) جسيم تحت ذري (عنصري) غير مشحون، وكتلته تساوي تقريبا كتلة الپروتون، الذي يدخل في بنية النوى الذرية. (التحرير)
    (3) [انظر: Detecting Massive Neutrinos, E.Kearns - T. Kajita - Y. Torsuka; Scientific American, August 1999].
    (4)Neutrinoless double beta decay
    </BLOCKQUOTE>

    mazin2010

    عدد المساهمات : 212
    نقاط : 347
    تاريخ التسجيل : 02/09/2010

    رد: ثمانية عقود مع الشمس ونيوترينوهات

    مُساهمة  mazin2010 في الخميس سبتمبر 09, 2010 11:57 am














      الوقت/التاريخ الآن هو الأربعاء ديسمبر 07, 2016 1:13 pm