اگر یک چیز در جهان باشد که هم حضورش همهجا احساس شود، هم پیدا کردنش تقریباً ناممکن باشد، آن چیز «نوترینو» است. ذراتی که هر ثانیه تریلیونتایشان از درون بدن ما عبور میکنند، بیآنکه کوچکترین برخوردی با اتمها داشته باشند. IFLScience در گزارش جدیدش توضیح میدهد که چرا بسیاری از فیزیکدانها معتقدند پاسخ پرسشهای بزرگ جهان ــ از مادهٔ تاریک گرفته تا عدم تقارن ماده و پادماده ــ شاید همین حالا، بیسر و صدا، از درون این ذرات شبحوار عبور میکند.
نوترینوها سالهاست نقش «مزاحم کنجکاویبرانگیز» را در فیزیک بازی میکنند. وقتی برای اولینبار پیشبینی شدند، هدفشان فقط پر کردن یک حفره در معادلات بود. اما هرچه اندازهگیریها دقیقتر شد، رفتارشان عجیبتر و غیرقابلپیشبینیتر بهنظر رسید. کشف اینکه نوترینوها «نوسان» میکنند — یعنی از یک نوع به نوع دیگر تبدیل میشوند — اساساً به فیزیک میگفت: «مدل استاندارد کامل نیست.»
این خودش یک انفجار فکری بود: چون نوسان نوترینوها یعنی آنها جرم دارند، و داشتن جرم یعنی باید چیزی در پشتپرده وجود داشته باشد که مدل استاندارد توضیحش نمیدهد. همین یک ویژگی کافی بود تا توجه بزرگترین شتابدهندهها، رصدخانههای زیرزمینی، محفظههای یخی قطب جنوب، و حتی آشکارسازهای فضایی را به نوترینوها جلب کند.
طبق توضیح IFLScience، رمز ماجرا این است که نوترینوها هم ضعیف برهمکنش میکنند، هم همهجا هستند، و هم رفتارشان سرنخهایی از فیزیکی ارائه میدهد که هنوز مشاهده نشده. مثلاً اگر روزی مشخص شود نوترینوها «مایورانا» هستند — یعنی خودشان و پادمادهشان یک چیزند — این کشف میتواند بفهماند چرا جهان ما از ماده ساخته شده و نه از پادماده. همین ویژگی میتواند توضیح دهد در آغاز کیهان چه چیزی تعادل را بر هم زد و چرا جهان به شکلی که میبینیم شکل گرفت.
آزمایشهای جدید مثل DUNE، IceCube، Hyper-Kamiokande و پروژههای مطالعهٔ نوترینوهای خورشیدی و سوپرنوا دقیقاً برای همین ساخته شدهاند: دنبال کردن مسیرهایی که شاید به «فراتر از مدل استاندارد» منتهی شوند. هر دادهای که از نوترینوها به دست میآید، قطعهای از پازلی بزرگتر است.
گزارش اشاره میکند که رمز اصلی جذابیت نوترینوها این است:
اگر جایی در فیزیک امروز قرار باشد شکست بخورد، احتمالاً دقیقاً همانجاست که نوترینوها ایستادهاند.
بنابراین پرسش مهم این است: آیا جواب رازهای مادهٔ تاریک، انرژی تاریک، نامتقارنبودن جهان و فیزیک ناشناخته در این ذرات آرام و بیادعا نهفته است؟ بسیاری از فیزیکدانها مطمئناند که بله. و اگر چنین باشد، مسیر رسیدن به فیزیک جدید نه از دل سیاهچالهها، نه از دل انفجارهای بزرگ، بلکه از میان ذراتی میگذرد که میلیاردها سال است در سکوت از درون همهچیز عبور میکنند.