هر ثانیه حدود 100 تریلیون نوترینو از درون بدن شما عبور میکنند. این ذرات بسیار سبک و بدون بار الکتریکی تقریباً با ماده معمولی برهمکنش ندارند و بخشی از سیلاب دائمی ذرات کیهانیاند که زمین را بمباران میکنند.
نوترینو: «ذرات شبح» که بینهایت آسان از ما عبور میکنند
نوترینوها عمدتاً از واکنشهای همجوشی درون خورشید و از منابع دوردست کیهانی نشأت میگیرند. برآوردها نشان میدهد حدود 100 تریلیون نوترینو در هر ثانیه از درون هر انسان عبور میکنند. تقریباً همه این نوترینوها بدون برهمکنش از بدن و حتی کل زمین عبور میکنند؛ احتمال برهمکنش یک نوترینو با اتمهای بدن در طول عمر انسان ناچیز است.
منابع معرفی و مرجع: نوترینو (Wikipedia).
پرتوهای کیهانی و ذرات ثانویه: میونها
پرتوهای کیهانی ذرات باردار و پرانرژیای هستند که از منابع فراخورشیدی میآیند؛ مثل ابرنواخترها یا هستههای کهکشانی فعال. وقتی این ذرات با مولکولهای جو برخورد میکنند، دستههایی از ذرات ثانویه تولید میشود که به سطح زمین میرسند. یکی از مهمترین ذرات ثانویه، میون است.
در سطح دریا، نرخ عبور میون تقریباً برابر با 1 میون در هر 0.15 اینچ مربع (تقریباً 1 سانتیمتر مربع) در هر دقیقه است. برای یک انسان این مقدار بهصورت میانگین بین دهها تا صدها میون در ثانیه برآورد میشود؛ بهعبارت دیگر، تقریباً 1 تا 2 میون در هر ثانیه از یک دست عبور میکند. توضیحات بیشتر: پرتوهای کیهانی و میون.
چگونه تعداد این ذرات اندازهگیری میشود؟
اندازهگیری نوترینوها بهدلیل نرخ بسیار پایین برهمکنش مستلزم آشکارسازهای بسیار بزرگ و حساس است. روش پایهای ثبت همان برخوردهای نادر است و سپس با مدلسازی آماری، فلوی کل نوترینو بازسازی میشود. نمونه برجسته این رویکرد، رصدخانه نوترینویی آیسکیوب در قطب جنوب است.
در آیسکیوب، حجم گستردهای از یخ با شمار زیادی حسگر نوری پوشش داده شده است. وقتی نوترینو با هستهای در یخ برهمکنش کند، ذرات باردار تولیدشده نور چرِنکُف ساطع میکنند و حسگرها این نور را ثبت میکنند. از الگو، زمان و شدت نور میتوان جهت و انرژی نوترینو را بازسازی کرد.
مراحل کلی برآورد فلوی نوترینو
- تعیین اندازه و حساسیت آشکارساز.
- ثبت دادهها در بازه زمانی مشخص.
- محاسبه احتمال برهمکنش نوترینو با ماده در بازههای انرژی مختلف.
- بررسی تعداد برخوردهای ثبتشده و مقایسه با مدلها برای برآورد فلوی کلی.
آیا این ذرات برای سلامت انسان خطرناکاند؟
نوترینوها بهدلیل بسیار کم برهمکنش بودن، تأثیر قابلتوجهی بر سلامت ندارند. حتی اگر تعدادی برهمکنش نوترینویی در طول عمر رخ دهد، انتقال انرژی بسیار کوچک است و تهدیدی ایجاد نمیکند. میونها بار الکتریکی دارند و میتوانند با ماده تعامل کنند، اما نرخ و انرژیشان در سطح زمین بهگونهای نیست که خطر قابلتوجهی برای سلامت عموم پدید آورد. میونها بخشی از تابش طبیعی زمین را تشکیل میدهند، اما اثر کلی آنها بر بدن در مقایسه با منابع دیگر تابشِ زمینه بسیار محدود است.
چه چیزی از این جریان نامرئی میآموزیم؟
وجود جریان عظیم نوترینو و ذرات کیهانی نشاندهندهٔ فرایندهای پرانرژی در کیهان است. توسعه آشکارسازهای بزرگتر و تحلیل دادههای چندآشکارساز در چارچوب ستارهشناسی چندپیامرسان، ابزارهای جدیدی برای ردیابی منابع انرژی بالا و فهم سازوکاری آنها در اختیار میگذارد. هر حسگر جدید، دریچهای تازه به منابع دوردست کیهانی میگشاید و کمک میکند تا تصویر دقیقتری از فرایندهای بنیادی کیهانی بهدست آید.
پژوهش در زمینه نوترینو و پرتوهای کیهانی ادامه دارد؛ هر آشکارساز جدید دانش ما را عمیقتر میکند و به کشف منابع و فرایندهای ناشناخته در پسِ پردهٔ جهان کمک میکند.
