في معهد وايزمان للعلوم، تم إجراء تجربة لها آثار مباشرة على عامل يقع بين العالمين: فيزياء النيوترينو والفيزياء الشمسية
فاز اثنان من الفائزين الثلاثة بجائزة نوبل في الفيزياء هذا العام، ريموند ديفيس وماساتوشي كوشيبا، بجائزة الاكتشافات الأساسية على طول مسار طويل أدى إلى اكتشافات مثيرة للإعجاب في العام الماضي: التجارب التي أجريت في مختبر SNO (مرصد النيوترينو الشمسي). وفي كندا أثبت أن جسيمات النيوترينو، والتي تصنف إلى ثلاثة أنواع، يمكن أن تنتقل من نوع واحد ومن ناحية أخرى، ونتيجة لذلك ثبت أن النيوترينو له كتلة (صغيرة جدا). هذه التجارب والاستنتاجات المستخلصة منها هي أبرز أعمال واسعة النطاق تم تنفيذها في السنوات الأخيرة في مجالين من مجالات الفيزياء: دراسة النيوترينوات ودراسة الشمس والعمليات التي تحدث فيها. ومع ذلك، من أجل تحقيق فهم أفضل للعمليات والظواهر المرصودة، يتم إجراء تجارب إضافية في هذا المجال في أجزاء مختلفة من العالم.
في هذا الإطار، تم إجراء تجربة في معهد وايزمان للعلوم والتي لها آثار مباشرة على عامل يقع بين العالمين: فيزياء النيوترينو والفيزياء الشمسية. وهذا العامل هو تدفق نوى البورون 8، والذي ستسمح القياسات التي أجريت في المعهد بتحديده بدقة أكبر مما كان ممكنًا في السابق. إن إنشاء واضمحلال البورون 8 هما حلقات في سلسلة عمليات الاندماج التي تحدث في الشمس، لكن أهمية البورون 8 تنبع، من بين أمور أخرى، من حقيقة أنه أثناء اضمحلال بيتا ينتج نيوترينوات عالية الطاقة (هذه هي النيوترينوات). الجسيمات التي تمت دراستها في التجارب التي أجريت في SNO وفي تجارب ديفيس).
قام البروفيسور مايكل هيس والبروفيسور جفيرول جولدرينج من قسم فيزياء الجسيمات في معهد وايزمان للعلوم، وباحثي ما بعد الدكتوراه الدكتور لاجي بايي والدكتورة كريستينا بوردانو، بإعادة إنشاء عملية تحدث أيضًا في مركز الشمس: اندماج البروتون ونواة البريليوم 7، مما يؤدي إلى تكوين نواة البورون 8، وتضمحل هذه النواة (البورون 8) في حوالي ثانية، وينبعث منها البوزيترون ونيوترينو - ويتحول إلى بيريليوم 8. وتتحول هذه النواة على الفور إلى جسيمين ألفا (نوى الهيليوم)، وهي الجزيئات التي لوحظت في التجربة. وتشكل جسيمات ألفا هذه جزءا صغيرا من مخزون الهيليوم المتراكم في الشمس، لكن أهمية العملية التي أعيد إنتاجها في التجربة لا تتعلق بالهيليوم الذي تنتجه ولا بإنتاج الطاقة، بل بكونها بمثابة بمثابة مصدر للنيوترينوات التي كانت وسيلة مركزية في دراسة عمليات الاندماج النووي في الشمس، ومؤخرًا أيضًا في دراسة فيزياء النيوترينوات نفسها.
تم إجراء التجربة في مسرع فان دي غراف الذي يعمل في هذا المعهد منذ أكثر من أربعين عامًا. تم إنتاج البريليوم 7، وهو نظير مشع يبلغ عمره حوالي شهرين، في معجل الأيونات المشعة ISOLDE في مختبر الجسيمات الأوروبي CERN. وهكذا، في إحدى الدراسات، تم دمج أحد أنظمة تسريع الجسيمات الأكثر تقدما في العالم مع المسرع القديم والمخلص، فان دي جراف البالغ من العمر أربعين عاما في معهد وايزمان للعلوم.
يتم نشر وصف هذا البحث هذه الأيام في مجلة: Physical Review Letters.
كما شارك في الدراسة علماء من مركز سوريك للأبحاث النووية، ومسرع الأيونات المشعة ISOLDE في مختبر الجسيمات الأوروبي، وCERN، ومعهد شيشر.
