أعلن مختبر بروكهافن الوطني في الولايات المتحدة عن أولى نتائج تجاربه باستخدام كاشف sPHENIX في مصادم الأيونات الثقيلة النسبي (RHIC)، حيث تم تسجيل بيانات دقيقة من تصادمات بين أيونات الذهب، ما يُعد خطوة مفصلية في الطريق نحو استكشاف بلازما الكوارك-جلوون، الحالة البدائية للمادة التي يُعتقد أنها شكّلت الكون في أجزاء من الثانية بعد الانفجار العظيم.
صُمم كاشف sPHENIX خصيصًا لتجارب الفيزياء النووية فائقة الطاقة، وقد أثبت كفاءته من خلال قياس الآلاف من الجسيمات المشحونة والطاقة المنبعثة من التصادمات وجهاً لوجه بين نوى الذهب، هذه النتائج الأولية لا تؤكد فقط سلامة أداء الكاشف، بل تُعد الأساس لانطلاق المرحلة العلمية الأساسية للمشروع: دراسة بلازما الكوارك-جلوون (QGP).
تشير النظريات الفيزيائية إلى أن بلازما الكوارك-جلوون هي حالة فائقة الحرارة والكثافة تتكوّن من كواركات وجلوونات حرة وهي اللبنات الأساسية للمادة ظهرت بعد لحظات من الانفجار العظيم ، ويُعيد RHIC، عبر تسريع نوى الذهب إلى طاقة 200 جيجا إلكترون فولت لكل نيوكليون، خلق هذه الحالة البدائية بشكل مصغّر في المختبر.
يُعد كاشف sPHENIX تطويرًا جوهريًا للكاشف السابق PHENIX، وقد أثبت فعاليته من خلال رصد الفارق الكبير بين التصادمات المركزية (وجهًا لوجه) والتصادمات الطرفية (الجانبية)، إذ تنتج الأولى عددًا أكبر من الجسيمات والطاقة بنحو عشرة أضعاف وهو ما يتوافق مع النتائج السابقة ويؤكد دقة الجهاز.
نوصي بقراءة: سامسونج تكشف رسميًا عن Galaxy Z Fold 7 .. أنحف هواتفها القابلة للطي
مع اقتراب نهاية تشغيل RHIC في عام 2025، سيستغل الباحثون أقصى قدرات sPHENIX لاختبار ما يُعرف بـ “المجهر النفاث” – وهو استخدام النفاثات عالية الطاقة لدراسة تفاعلات الكواركات والغلوونات داخل البلازما، وسيتم التركيز على مقارنة الفقدان في الطاقة بين نفاثات الكواركات الثقيلة والخفيفة، ما قد يكشف ما إذا كانت بلازما الكوارك جلوون سائلة ناعمة أم تحتوي على “تكتلات” في بنيتها.
في الوقت ذاته، يُجري مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في سيرن تجارب مماثلة على بلازما QGP باستخدام نوى الرصاص بطاقة أعلى، عبر تجاربه الرائدة مثل ALICE وATLAS وCMS، ورغم الاختلاف في نطاقات الطاقة، فإن نتائج RHIC تكمّل تلك التي تُجرى في سيرن، ما يُثري الفهم العالمي لطبيعة هذه المادة الغامضة.
وقال أحد المتحدثين باسم مشروع sPHENIX إن “القياسات الأولى تؤسس لبرنامجنا العلمي حول بلازما الكوارك-جلوون، وتمهد لبداية فصل مثير للغاية من الاكتشافات”.
بهذه النتائج، يدخل العلماء مرحلة جديدة من الغوص في أعماق المادة ونشأة الكون، مدفوعين ببيانات دقيقة وتجهيزات متقدمة تمكّنهم من دراسة واحدة من أكثر الحالات الفيزيائية تطرفًا وغموضًا في الوجود.
