پروژه بلندپروازانه چین در عمق ۳ هزار متری دریا

تلسکوپ نوترینویی در اعماق دریای گرمسیری چین (TRIDENT) در آینده به جستجوی منشا پرتوهای کیهانی در جرقه‌های لحظه‌ای نور در زیر سطح اقیانوس خواهد بود.

دانشمندان در چین در حال ساخت بزرگترین ردیاب "ذره شبح" در عمق ۳۵۰۰ متری زیرسطح اقیانوس هستند. تلسکوپ نوترینویی در اعماق دریای گرمسیری (TRIDENT) که در زبان چینی Hai Ling یا "ناقوس اقیانوس" نامیده می‌شود، در بستر اقیانوس آرام غربی لنگر می‌اندازد.

پس از تکمیل این پروژه در سال ۲۰۳۰، این تلسکوپ، دریا را به دنبال فلش‌های نادر نور ساخته شده توسط ذرات گریزان اسکن خواهد کرد؛ چرا که این ذرات تنها برای مدت کوتاهی در اعماق اقیانوس رویت می‌شوند.

ذرات ارواح یا نوترینو چیست؟

برای آنکه با این ذرات آشنا شوید، لازم است بدانید که هر ثانیه، حدود ۱۰۰ میلیارد ذره شبح به نام نوترینو از هر سانتی‌متر مربع از بدن شما عبور می‌کنند و جالب اینجاست که این ذرات به نام مستعارشان وفادارند و به دلیل نداشتن بار الکتریکی و جرم تقریبا صفرشان، به سختی با سایر انواع ماده تعامل دارند.

اما با کاهش سرعت نوترینوها، فیزیکدانان می‌توانند منشا برخی از ذرات در فاصله میلیاردها سال نوری، حتی تا انفجارهای ستاره‌ای باستانی و فاجعه‌بار و همچنین برخوردهای کهکشانی را ردیابی کنند.

نوترینوها همه جا هستند؛ آنها بعد از فوتون‌ها، به‌عنوان فراوان‌ترین ذرات ریز اتمی در جهان شناخته می‌شوند و در آتش هسته‌ای ستاره‌ها و در انفجارهای عظیم ابرنواخترها، در پرتوهای کیهانی و واپاشی رادیو اکتیو و همچنین در شتاب‌دهنده‌های ذرات و راکتورهای هسته‌ای روی کره زمین تولید می‌شوند.

با وجود فراگیر بودن نوترینوها، حداقل برهم‌کنش آنها با مواد دیگر، راه را برای تشخیص‌شان بسیار سخت خواهد کرد. آنها برای اولین بار در سال ۱۹۵۶ و در شرایطی کشف شدند که از یک راکتور هسته‌ای خارج شده بودند.

در عین حال بسیاری از آزمایش‌های تشخیص نوترینو، بمباران مداوم ذراتی که از سوی خورشید به سمت ما ارسال شده‌اند را مشاهده کرده‌اند. اما این آبشار، نوترینوهای کمیاب‌تری را که هنگام برخورد پرتوهای کیهانی با منبع مرموز به جو زمین برخورد می‌کنند را می‌پوشاند.

نوترینوها از بیشتر مواد، از جمله کل سیاره ما، بدون مانعی عبور می کنند؛ اما آنها گهگاهی با مولکول‌های آب برهم کنش دارند. وقتی نوترینو از داخل آب یا یخ عبور می‌کند، گاهی اوقات ذرات فرعی به نام میون (Muon) ایجاد می‌شود که جرقه‌های نوری را متساعد می‌کند.

با مطالعه برروی الگوی ایجاد این جرقه ها، دانشمندان می‌توانند انرژی و گاهی منابع نوترینوها را بازتولید کنند.

اما برای افزایش احتمال فعل و انفعالات این ذرات، این ردیاب‌ها باید زیر مقدار زیادی آب یا یخ قرار بگیرند.

ناقوس اقیانوس چه خواهد کرد؟

زو دونگلیان، دانشمند ارشد این پژوهش در روز دهم اکتبر در کنفرانسی خبری به خبرنگاران گفت:« تریدنت از زمین به‌عنوان یک سپر استفاده خواهد کرد تا نوترینوهایی که از طرف دیگر سیاره نفوذ می‌کنند را تشخیص دهد.

از آنجا که تریدنت در نزدیکی خط استوا قرار دارد، می‌تواند نوترینوهایی را که از همه جهات و با چرخش زمین می‌آیند را دریافت کرده و رصد تمام آسمان را بدون هیچ نقطه کوری امکان‌پذیر خواهد ساخت.»

ردیاب بزرگ چینی از بیش از ۲۴ هزار سنسور (حسگر) نوری تشکیل شده که برروی ۱۲۱۱ رشته هر کدام به طول ۷۰۰ متر قرار دارند و از نقطه لنگر انداختن در بستر دریا به سمت بالا حرکت می‌کنند.

این ردیاب با الگوی کاشی کاری Penrose چیده شده و قطر آن ۴ کیلومتر است و با شروع به کار، می‌تواند در ۷.۵ کیلومتر مکعب، نوترینوها را اسکن کند.

در حال حاضر بزرگترین ردیاب نوترینو در جهان در ایستگاه آموندسن- اسکات قطب جنوب واقع شده و تنها دارای یک منطقه نظارتی ۱ کیلومتر مکعبی است؛ بدین معنا که تریدنت حساسیت به مراتب بالاتری داشته و در نتیجه احتمال یافتن نوترینوها افزایش خواهد یافت.

طبق گفته دانشمندان، این پروژه آزمایشی در سال ۲۰۲۶ آغاز خواهد شد و این ردیاب به طور کامل در سال ۲۰۲۰ به صورت آنلاین به فعالیت خواهد پرداخت.

دانشمندان در مقاله‌ای در این رابطه نوشتند:« تریدنت قرار است تا محدودیت‌های عملکردی تلکسوپ‌های نوترینو را کنار گذاشته و به مرز جدیدی از حساسیت در جستجوی منابع نوترینوی اخترفیزیکی در سراسر آسمان دست بیابد.»

منبع: خبرآنلاین