تجارب الجسيمات في حقول كولار الذهبية

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

منجم تشامبيون ريفز في كي جي إف

حقول الذهب في كولار (KGF) ، الواقعة في مقاطعة كولار بولاية كارناتاكا في الهند ، هي مجموعة من مناجم الذهب المهجورة المعروفة بتجارب جسيمات النيوترينو والملاحظات غير العادية التي جرت هناك بدءًا من عام 1960. [ 1 ] انتهت التجارب بإغلاق المنجم في عام 1992. [ 2 ]

التجارب الأولية

ارتبطت التجارب الأولية التي أُجريت في مختبر كولار للفيزياء الفلكية (KGF) بدراسة الميونات الكونية . [ 3 ] وقد وقع الاختيار على KGF لأن أعماق مناجمه أتاحت دراسة الميونات في بيئة أفضل مما كان ممكنًا باستخدام مطيافات المغناطيس التي تعمل على مستوى سطح البحر. كما مكّن KGF العلماء من دراسة طيف الطاقة والتوزيعات الزاوية للميونات حتى عند الطاقات العالية جدًا. [ 3 ] واحتوت المناجم على وفرة من صخور كولار ، التي مثّلت خصائصها المميزة من حيث الكثافة والتركيب الكيميائي (المختلفة عن الصخور العادية ) ميزةً مفيدةً في التجارب. وقد أجرى بي. في. سريكانتان [ 3 ] أولى التجارب التي تناولت تغيرات تدفقات الميونات (قياس الميونات التي تمر عبر وسط معين) مع العمق في خمسينيات القرن الماضي. تبع ذلك تجارب أجراها كل من إس. مياكي، وفي. إس. ناراسيمهام، وبي. في. رامانا مورتي (الذي يُكتب اسمه أحيانًا رامانامورتي)، وهم الثلاثي المعروف أحيانًا باسم إم. إن. آر.، برعاية معهد تاتا للبحوث الأساسية . وفي عام 1984، أجرى نابا كومار موندال، من معهد تاتا للبحوث الأساسية، والبروفيسور إيتو، من جامعة مدينة أوساكا في اليابان، دراسات تجريبية حول اضمحلال البروتون ، ولاحظا بشكل غير مباشر تشتت الميونات. وقد ساعد مورالي وبالاسوبرامانيام موندال وإيتو لفترة وجيزة كمساعدين باحثين.

العثور على النيوترينوات

بدأت التجارب المتعلقة بالنيوترينو في مختبر KGF عام 1964. وكان الهدف الرئيسي هو رصد النيوترينوات الجوية، انطلاقًا من فهم أن الأشعة الكونية التي تصطدم بنوى الذرات في الغلاف الجوي تُنتج بيونات وميونات عالية الطاقة ، والتي تتحلل في الغلاف الجوي للأرض لتُنتج مليارات النيوترينوات. أُجريت التجارب من قِبل فرق بحثية من معهد تاتا للبحوث الأساسية ، وجامعة دورهام، وجامعة أوساكا ( التعاون بين بومباي وأوساكا ودورهام )، باستخدام مُشغِّلات أساسية مع عدادات وميضية وأنابيب وميض النيون (NFT) لتتبع الكواشف. نُشرت سبعة كواشف على عمق 2.3 كيلومتر في منجم هيثكوت ومنجم تشامبيون ريفز . وقد اكتشفت التجربة، باستخدام مسعر حديدي ، أول نيوترينوات جوية في نفس الوقت تقريبًا (عام 1965) الذي شهد اكتشافًا مماثلًا في مناجم إيست راند الخاصة ( تجربة ERPM ) في جنوب إفريقيا . [ 4 ] بدأت التجربة الجنوب أفريقية عام 1965، وأُجريت على عمق 3200 متر تحت الأرض، وأدارتها فرق من معهد كيس للتكنولوجيا ، وجامعة كاليفورنيا في إرفاين، وجامعة ويتواترسراند . قاد هذا الجهد فريدريك راينز ، وكان كاشف الوميض السائل المستخدم يُعرف باسم كاشف كيس-ويتواترسراند-إرفاين أو كاشف CWI . 

على الرغم من أن مجموعة KGF رصدت مرشحين للنيوترينو بعد شهرين من اكتشاف رينز لـ CWI، إلا أنها مُنحت الأولوية الرسمية في اكتشاف النيوترينوات الجوية لأول مرة نظراً لنشرها نتائجها قبل أسبوعين. [ 5 ]

فعاليات كولار

لا تزال بعض الملاحظات التجريبية، التي تُعرف بأحداث كولار ، بحاجة إلى تفسير. تشير هذه الملاحظات إلى وجود جسيمات ضخمة (>3 جيجا إلكترون فولت) ذات عمر طويل (10⁻⁹ ثانية ). كما لوحظ أن هذه الجسيمات الضخمة تتحلل إلى 2-3 جسيمات. [ 6 ] وقد طُرحت فرضية مفادها أنها قد تكون ناتجة عن تفاعلات النيوترينو أو تحلل المادة المظلمة . [ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هـ. أداركار وآخرون (2000). "دليل تجريبي على اضمحلال بروتون GUT". arXiv : hep-ex/0008074 . 
  2. ↑ إن كيه موندال (2004). "وضع مرصد النيوترينو الهندي (INO)" (ملف PDF) . وقائع الأكاديمية الوطنية الهندية للعلوم . 70 (1): 71-77 .
  3. 1 2 3 ف. س. ناراسيمهان (2004). "منظور فيزياء النيوترينو التجريبية في الهند" (ملف PDF) . وقائع الأكاديمية الوطنية الهندية للعلوم . 70 (1): 11-25 .
  4. ↑ تي كي غايسر (2005). "تدفقات النيوترينو في الغلاف الجوي". فيزيكا سكريبت . T121 : 51-56 . arXiv : astro-ph/0502380 . Bibcode : 2005PhST..121...51G . doi : 10.1088/0031-8949/2005/T121/007 . S2CID 119512931 . 
  5. ↑ سبيرينغ، سي. (2012). "نحو علم فلك النيوترينو عالي الطاقة". المجلة الأوروبية للفيزياء H. 37 ( 3): 515-565 . arXiv : 1207.4952 . Bibcode : 2012EPJH...37..515S . doi : 10.1140/epjh/e2012-30014-2 . S2CID 115134648 . 
  6. ↑ إس إل غلاشو؛ إتش فان دام؛ بي إتش فرامبتون (1982). ورشة العمل الثالثة حول التوحيد الكبير، جامعة نورث كارولينا، تشابل هيل . دار نشر بيركهاوزر . ISBN 978-3-7643-3105-4.
  7. ^ إم في إن مورثي. جي راجاسيكاران (2014). “إعادة النظر في أحداث كولار الشاذة: المادة المظلمة؟”. برامانا . 82 (3): 609. أرخايف : 1305.2715 . بيب كود : 2014Prama..82..609M . دوى : 10.1007/s12043-014-0718-5 . S2CID 118585552 . 

12°56′25.6″ شمالاً 78°15′34″ شرقاً / 12.940444° شمالاً 78.25944° شرقاً / 12.940444; 78.25944