منتديات حبة البركة - منجم ذهب يدخل عالم الفيزياء.. مختبر عملاق ببرودة تفوق الخيال

في خطوة علمية غير مسبوقة، يجري تحويل منجم ذهب قديم في الولايات المتحدة إلى مختبر فيزيائي عملاق يعمل بدرجات حرارة شديدة الانخفاض تصل إلى -303 فهرنهايت، ضمن مشروع ضخم يهدف إلى رصد جسيمات النيوترينو وكشف بعض أعمق أسرار الكون. وعلى عمق يقارب ميلاً كاملاً تحت سطح الأرض، يستعد العلماء لبناء أحد أكبر كواشف الجسيمات المبردة في العالم، في تجربة قد تعيد رسم فهمنا للمادة والمادة المضادة وأصول الكون نفسه.

ويعد المشروع من أكثر المشاريع العلمية طموحاً في العالم، حيث يجري تحويل منجم ذهب قديم في ولاية ساوث داكوتا إلى منشأة عملاقة فائقة التبريد لاحتضان أكبر كاشف جسيمات مبردة على الإطلاق. المشروع، المعروف باسم تجربة النيوترينو تحت الأرض العميق (DUNE)، يقوده مختبر فيرمي الوطني للمسرعات التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، ويهدف إلى كشف بعض أعمق أسرار الكون.

سيُبنى الكاشف على عمق ميل كامل تحت سطح الأرض داخل منشأة سانفورد للأبحاث، وسيتكون من سلسلة وحدات ضخمة تحتوي على أجهزة استشعار فائقة الحساسية مغمورة في غاز الأرجون السائل. وتتطلب أول وحدتين كمية هائلة من الأرجون تعادل خمسة مسابح أولمبية، بوزن يقارب 17 ألف طن متري لكل مسبح، ما يستدعي نقل نحو ألف شاحنة من الأرجون السائل على مدار عام تقريباً لملء الوحدة الأولى.

وسيتم حفظ الأرجون عند درجة حرارة منخفضة جداً تبلغ -303 درجات فهرنهايت باستخدام أنظمة تبريد متطورة، مع خطط لتشغيل التجربة لمدة تصل إلى 20 عاماً. ومن المتوقع أن يبدأ تشغيل أول وحدتين بحلول عام 2032، بينما يساهم شركاء دوليون بإضافة وحدات أخرى ليصل إجمالي كمية الأرجون المستخدمة إلى أكثر من 50 ألف طن.

بعد تشغيله، سيصبح مشروع DUNE أكبر كاشف للنيوترينوات في العالم يعمل بالأرجون السائل، حيث سيستخدم تقنية تصوير ثلاثية الأبعاد دقيقة لرصد تفاعلات الجسيمات. ويأمل العلماء أن تساعد البيانات الناتجة في فهم الفروقات بين المادة والمادة المضادة، ودراسة تسلسل كتل النيوترينو، والبحث عن اضمحلال البروتون النادر، إضافة إلى مراقبة انفجارات المستعرات العظمى، وفقا لموقع "interestingengineering".

ويطمح الباحثون من خلال هذه التجربة إلى الإجابة عن أسئلة فيزيائية جوهرية، أبرزها سبب هيمنة المادة على الكون، واختبار نظريات تتجاوز النموذج القياسي للفيزياء، ما قد يفتح الباب أمام اكتشافات علمية غير مسبوقة حول طبيعة الكون ونشأته.