يتم إنشاء العديد من الجسيمات دون الذرية عن طريق تحطيم الذرات الداخلية معًا
التقط العلماء إشارات من أصغر نطاق للطبيعة تم استكشافه على الإطلاق - أصغر بـ 100 مليار مرة من الذرة.
عالم صغير جدًا لدرجة أن بعض الفيزيائيين أطلقوا عليه اسم زيبتوفيرس.
تم الحصول على البحث، الذي قاده علماء مقيمون في كامبريدج، من تجربة في مصادم الهادرونات الكبير (LHC).
تقوم هذه الآلة الضخمة الموجودة في المختبر الأوروبي لفيزياء الجسيمات (سيرن) على الحدود السويسرية الفرنسية بتحطيم الذرات معًا لتفكيكها واكتشاف ما بداخلها.
والنتيجة مهمة لأنها يمكن أن تساعد الباحثين على تطوير نظرية جديدة أكثر اكتمالا لكيفية عمل الكون.
شرح zeptoverse مراسل بي بي سي للشؤون العلمية بالاب غوش
"يطرق باب" zeptoverse
تشكل المادة المظلمة جزءًا كبيرًا من الكون، ومع ذلك فقد واجه الباحثون صعوبة في اكتشافها.
يعرف العلماء وجوده لأن قوة جاذبيته تؤثر على المادة الطبيعية، لكنه ظل غير مرئي تمامًا في جميع النواحي الأخرى.
لذلك في هذه التجربة، تم تحطيم الجسيمات معًا بطاقة عالية وقام العلماء بدراسة المادة التي تم رميها - شظايا الاصطدامات.
أحد هذه الجسيمات هو جسيم دون ذري - أصغر من الذرة - يسمى كوارك الجمال.
الجسيم غير مستقر ويتواجد لمدة جزء من تريليون ونصف من الثانية فقط قبل أن يتحلل إلى أشكال أخرى - وهو يتحلل.
وعلى الرغم من عمره القصير، تمكن الباحثون من اكتشاف تفاعله مع جزيئات صغيرة أخرى بمقياس مليار تريليون من المتر.
تشير بعض النظريات إلى أن الجسيمات عند هذه المقاييس تكون أكثر حساسية للمادة المظلمة ويمكن أن تؤثر على كيفية تفاعل الكواركات وتفككها. لذا، فإن اكتشاف النشاط في هذا العالم الصغير يمكن أن يساعد العلماء على اكتشاف المادة المظلمة.
وقال الدكتور هاري كليف، من جامعة كامبريدج الذي قاد تحليل البيانات، لبي بي سي نيوز: "نحن نطرق باب هذا الزبتوفيرس".
وقال إن هذه الرقصة دون الذرية زودت الباحثين بمقعد في الصف الأول في الحلبة لسلوك الجسيمات الجديدة المحتملة.
وأضاف كليف: "وما نريد القيام به الآن هو الدخول والاستكشاف والعثور على الجزيئات الجديدة التي تنتظرنا هناك. وللقيام بذلك، ما نحتاج إليه هو المزيد من البيانات".
والدكتور هاري كليف هو أحد أعضاء فريق من العلماء البريطانيين المشاركين في البحث
وقد وافقت الدول الـ 28 المشاركة في المشروع على ترقية هذا الكاشف في مصادم الهادرونات الكبير (LHCb) بتكلفة 150 مليون جنيه إسترليني، الأمر الذي من شأنه أن يزيد من تكرار هذه التحللات بمقدار عشرة أضعاف.
وقال كليف: "بهذا يمكننا التحقيق داخل كوكب الزبتوفيرس ورؤية ما ينتظرنا".
لكن في وقت سابق من هذا العام، أعلنت وكالة الأبحاث والابتكار البريطانية (UKRI)، وهي الهيئة الحكومية المسؤولة عن تمويل الأبحاث، أنها ستسحب حصتها من الأموال المخصصة للترقية المخطط لها.
لقد فعلت ذلك عندما أعلنت عن تخفيضات في العديد من مشاريع فيزياء الجسيمات وعلم الفلك الأخرى، بما في ذلك تلسكوب لوفيل الشهير التابع لبنك جودريل.
وعلى الرغم من أن هذا البحث قاده علماء مقيمون في كامبريدج، إلا أنه بسبب التخفيضات، قال البروفيسور تيم غيرشون، الذي يقود التعاون الدولي في LHCb، لبي بي سي نيوز إن مشاركة المملكة المتحدة الكاملة في البحث ستكون موضع شك.
وقال لبي بي سي نيوز: "إن المملكة المتحدة معرضة لخطر عدم المشاركة وتحقيق اكتشافات كبيرة حقا".
"لكنني أعتقد أن التأثير الأكبر على المدى الطويل يأتي من حقيقة أن المملكة المتحدة لن تحصل على فوائد تدريب الشباب الذين هم حقا أعظم منتج لدينا."
تتساءل الدكتورة ماري ريتشاردسون سليبر عما إذا كانت ستواصل مسيرتها المهنية في مجال أبحاث الفيزياء في المملكة المتحدة أو تبحث عن عمل في الخارج
ومن بين هؤلاء الباحثين في بداية حياتهم المهنية الدكتورة ماري ريتشاردسون سليبر، وهي جزء من الفريق الذي قام باكتشاف زيبتوفيرس. إنها تعيد النظر في مستقبلها في ضوء التخفيضات الفيزيائية.
وقالت ريتشاردسون سليبر: "أحب وجودي هنا في المملكة المتحدة، ولكنني أبحث عن وظائف في الخارج لأنه يبدو أن هناك المزيد من الفرص في الوقت الحالي".
وأضافت أن "الكثير" من زملائها الباحثين العاملين في الفيزياء الأساسية قد انتقلوا بالفعل.
يتم إجراء التخفيضات على الرغم من الزيادة القياسية الإجمالية في ميزانية العلوم.
تضررت الأبحاث في المملكة المتحدة من التخفيضات على الرغم من التمويل العلمي القياسي
ووصف البروفيسور بريان كوكس، مقدم البرامج التلفزيونية وباحث الجسيمات في جامعة مانشستر، والذي ليس عضوا في فريق البحث، النتيجة بأنها "مهمة".
لكنه أدان القرار الأخير بقطع التمويل البريطاني لمشروع سيرن.
وقال كوكس: "سيكون من غير العادي الابتعاد عن القيادة العلمية في المملكة المتحدة في هذه اللحظة، مما سيلحق الضرر ببرنامج الأبحاث المستقبلي ويضر بشكل خطير بسمعتنا الدولية التي اكتسبناها بشق الأنفس".
وقالت UKRI لبي بي سي نيوز إنها لا تزال عضوًا مشاركًا بشكل كامل في Cern باعتبارها ثاني أكبر ممول لها بحوالي 175 مليون جنيه إسترليني سنويًا.
وقال متحدث باسم UKRI: "لقد طلبنا مشورة مستقلة ونفذنا مجموعة مثيرة من الاستثمارات الجديدة في البنية التحتية، والتي تشمل مشاريع في الطاقة النظيفة والتصوير الطبي والتراث الثقافي.
"ومع ذلك، كالعادة، كانت هناك طلبات تمويل أكثر إثارة مما كنا قادرين على دعمه."
