منحت "جائزة نوبل في الفيزياء" هذا العام للباحث البلجيكي- الأميركي فرانسيس هالزن لاكتشافه جسيمات "النيوترينوات" عالية الطاقة الآتية من الفضاء، ومقابل جهوده المضنية لتحويل كيلومتر مكعب من جليد القطب الجنوبي إلى تلسكوب ضخم رصد عبره ما صار يُعرف باسم "الجسيمات الشبحية"، وهي جسيمات ضوئية آتية من أعماق الفضاء. بالتالي أصبحت هذه الجسيمات وسيلة لاستكشاف بعض أكثر أجزاء الكون خفاء، إذ تزعم نظرية هالزن أن اكتشاف أسرار "النيوترينوات" عالية الطاقة يتيح للإنسان طريقة جديدة لرؤية الأجسام الشبحية والتواصل مع الفضاء باستخدام الضوء.

فخلال نصف قرن من الزمان، وحتى يومنا هذا، لم ترصد التلسكوبات الفضائية الخارقة التي تكلف مليارات الدولارات أي أثر لحياة خارج كوكب الأرض. في المقابل، قام عدد من علماء الفيزياء حديثاً ببناء أول كاشف جليدي بسيط للجسميات الشبحية المعروفة علمياً باسم "النيوترينوات"، ليتمكن هؤلاء من إعادة إحياء فكرة البشرية حول إمكان حدوث نوع جديد من التواصل مع الفضاء السحيق، إذ تمكن هالزن من تحقيق ذلك من خلال مجهوده الفردي، باستخدام أدوات الطبيعة البدائية وعبر مياه القطب الجنوبي المتجمدة.
وبالنظر إلى مجهودها التراكمي في هذا المجال، يمكن القول إن "نوبل للفيزياء" أعادت إحياء فكرة تواصلنا مع الفضاء من جديد، لكنها فعلت ذلك من خلال تشجيع علوم الفيزياء التي تنطلق من الأرض.

توضيح
تقول إحدى الموسوعات الرقمية الأميركية عن هذه الأجسام، "الجسيمات الشبحية أو النيوترينوات ليست مخلوقات فضائية ولا جسيمات ضوئية، بل هي جسيمات أولية نادرة التفاعل مع المادة ولا تحمل شحنة كهربائية. لذلك تستطيع المرور عبر أجسامنا والجبال وحتى الأرض بأكملها من دون أن نشعر بها غالباً. وتنتج هذه الأجسام من ظواهر كونية طبيعية مثل الثقوب السوداء والانفجارات النجمية، ولهذا يصعب رصدها، مما دفع علماء إلى بناء مرصد ’آيس كيوب‘ في جليد القطب الجنوبي لاكتشاف التفاعلات النادرة التي تحدثها هذه الجسيمات".

تشجيع
كان من المفاجئ لكثر معرفة أن "النيوترينوات" ليست غريبة على "جائزة نوبل". فعلى مدى العقود الماضية، كرمت جوائز "نوبل" عدة اكتشاف النيوترينوات بأنواعها المختلفة وشجعت رصد النيوترينوات الكونية واكتشاف تذبذبها، حتى وصلنا إلى مرحلة تأكيد العلماء امتلاكها كتلة. وتكمن أهمية عمل هالزن في أنه يضيف فصلاً جديداً إلى هذا الجهد، وهو استخدامها ليس فقط كجسيمات للدراسة، بل كرسائل في علم الفلك. فنظراً إلى قدرة النيوترينوات على عبور مسافات شاسعة واختراق المادة من دون أن تتأثر تقريباً، تكهّن العلماء بإمكان استخدامها يوماً ما للتواصل عبر المسافات بين النجوم. ولكن يبقى هذا الأمر مجرد فرضية، فمرصد "آيس كيوب" الذي ابتكره هالزن يرصد نيوترينوات ناتجة من عمليات فيزيائية فلكية طبيعية، وليست رسائل حقيقية من حضارات خارج كوكب الأرض.

فكرة الكاشف الطبيعي
على مدى ما يزيد على عقد من الزمن ومنذ عام 2013 تحديداً، أنشأ هالزن كاشفاً طبيعياً في أعماق القطب الجنوبي، حيث يتميز الجليد بنقائه الاستثنائي، وقام بحفر ثقوب ضيقة عميقة في الجليد، مما سمح لسلاسل طويلة من مجسات الضوء بالنزول لأكثر من كيلومتر تحت سطح الجليد. وبمجرد أن تتجمد الثقوب التي صنعها هالزن، تصبح المجسات جزءاً لا يتجزأ من كاشف طبيعي هائل، إذ تمر معظم النيوترينوات عبر الأرض وعبر مرصده الجليدي الذي أطلق عليه اسم مرصد "آيس كيوب" من دون أن تترك أي أثر. ولكن هالزن لاحظ أنه في بعض الأحيان، يصطدم نيوترينو بمادة داخل الجليد أو قربه، منتجاً جسيّماً جديداً مشحوناً يسمى "الميون". ويستطيع هذا الميون اختراق الجليد بسرعة تفوق سرعة الضوء، منتجاً مخروطاً خافتاً من ضوء أزرق يُعرف بـ"إشعاع تشيرينكوف". ولأن الضوء يتحرك ببطء أكبر عبر الجليد مقارنة بالفراغ، ومن خلال قياس توقيت ونمط هذا الضوء عبر كثير من أجهزة الاستشعار المدفونة في الجليد، يستطيع مرصد "آيس كيوب" إعادة بناء مسار الميون واستنتاج الاتجاه الذي انطلق منه النيوترينو الأصلي، إذ يترك الميون أثراً متوهجاً عبر الجليد، مما يسمح للعالِم بتتبع اتجاه الضوء عكسياً للوصول إلى مصدر النيوترينو في السماء.

دليل قوي
يعمل هالزن على هذا الكاشف الجليدي منذ أعوام طويلة امتدت لأكثر من عقد من الزمن، وفي 2013، أعلن مرصد "آيس كيوب" أول دليل قوي على وجود مجموعة من النيوترينوات ذات الطاقة العالية جداً آتية من خارج نظامنا الشمسي. "وكان هذا إنجازاً كبيراً، لأن النيوترينوات تتصرف بطريقة مختلفة تماماً عن الجُسيمات الأخرى التي تصل إلينا من الفضاء". فالأشعة الكونية على سبيل المثال مشحونة كهربائياً، وتؤدي المجالات المغناطيسية إلى انحناء مساراتها أثناء انتقالها عبر الكون، لذا يصعب للغاية تحديد مصدرها الفضائي بمجرد وصولها إلى الأرض.
وخلال مقالة نُشرت على موقع المحادثة البريطانية في السادس من أكتوبر (تشرين الأول) الجاري تحت عنوان "جائزة نوبل في الفيزياء تمنح لاكتشاف رسل خفية من الكون" أكدت المحاضرة الأولى في كلية الرياضيات والفيزياء لدى "جامعة سري" (University of Surrey)   البريطانية نويليا نويل أن "جائزة نوبل في الفيزياء" لعام 2026 منحت للباحث البلجيكي- الأميركي فرانسيس هالزن "لاكتشافه جسيمات النيوترينو عالية الطاقة الآتية من الفضاء". ووفق الكاتبة، قالت لجنة "نوبل" إن هالزن "قدّم إسهامات حاسمة" في اكتشاف "النيوترينوات ذات الأصل الفلكي" من خلال تجربة "آيس كيوب"، وهي تجربة مُثبّتة تحت الجليد في القطب الجنوبي.

"رسل شبحية"
ووصفت الأمينة العامة للأكاديمية الملكية السويدية للعلوم إيلين مونز هذه النيوترينوات بأنها "رسل شبحية"، في ما يشير إلى أن هذه الجُسيمات تكاد تكون عديمة الكتلة وتخترق الأجسام الصلبة من دون أي تفاعل يذكر. وفي الواقع، أثبتت هذه التجربة أن مليارات النيوترينوات تمر عبر جسم أي شخص على وجه الأرض كل ثانية، إذ ينبعث معظم هذه النيوترينوات من الشمس. وعلى رغم ذلك، تصل إلى كوكبنا أيضاً نيوترينوات عالية الطاقة آتية من أماكن أخرى في الكون. وهذه النيوترينوات أكثر ندرة بنحو مليار مرة من تلك المنبعثة من الشمس. وتنشأ هذه الجُسيمات من مصادر متنوعة مثل الثقوب السوداء الموجودة في قلب المجرات البعيدة التي "تسرّع" الجسيمات وتحولها إلى طاقة هائلة.

38 عاماً من العمل
قبل ما يقارب 38 عاماً، قال فرانسيس هالزن إن "معظم ما نعرفه عن الكون يأتي من الضوء. لكن بعض بيئاته الأكثر تطرفاً قد تخفي أسرارها عنّا تماماً. وتتيح لنا النيوترينوات عالية الطاقة طريقة جديدة لرؤيتها". ومن خلال ذلك فتح فرانسيس هالزن فصلاً جديداً في دراسة جسيمات النيوترينو، إذ أسهم الباحث في جامعة ويسكونسن-ماديسون في تحويل هذه الجُسيمات المراوغة إلى أداة جديدة لعلم الفلك. فالنيوترينوات تتفاعل بصورة ضعيفة للغاية مع المادة، مما يسمح لها بالمرور عبر النجوم والمجرات وحتى الكواكب بأكملها من دون أن تتأثر تقريباً، ويجعل رصدها صعباً للغاية، ولكنه في الوقت ذاته يجعلها رسائل قيّمة من الكون.
وأدرك هالزن أن التحدي يكمن في ندرة النيوترينوات عالية الطاقة الآتية من أجرام خارج نظامنا الشمسي. ولرصد كمية كافية منها، "يحتاج الفيزيائيون إلى كاشف ضخم للغاية، بحجم كيلومتر مكعب تقريباً". وعام 1988، اقترح هالزن حلاً جريئاً للغاية وهو استخدام جليد القطب الجنوبي نفسه لحل هذا اللغز المحيّر من خلال تجربة "آيس كيوب". وتتمثل هذه التجربة في استخدام الجليد في القطب الجنوبي كوسيط طبيعي شفاف لالتقاط الومضات الخافتة لهذه الجسيمات عالية الطاقة. وتتألف التجربة من آلاف المجسّات تحت سطح القارة القطبية الجنوبية المتجمد، موزعة على مساحة كيلومتر مكعب واحد.

علم فلك جديد
من خلال هذا المرصد الجليدي وفكرة هذا العالِم، ظهر ما يُمكن تسميته علم فلك جديد ناشئ، وهو علم بدائي وبسيط، لأنه يعتمد بالكامل على مقدرات الطبيعة، إذ تمكن العلم الفلكي الجديد الذي "وفرته الطبيعة"، من استكشاف بعض أكثر أجزاء الكون طاقة وأكثرها خفاء، عبر رصد جسيمات "النيوترينوات". وهذه النيوترينوات هي عبارة عن "جسيمات شبحية"، وتكمن أهميتها تحديداً في صعوبة رصدها. وأما السبب في صعوبة رصدها، فهو "عزوفها عن التفاعل مع أية مادة أخرى في الكون، مما يسمح لها بعبور مسافات كونية هائلة من دون أن تتغير كثيراً". وتقوم فكرة الكاشف الجليدي الطبيعي الذي صار يُعرف بـ"كاشف هالزن"، على فكرة التلسكوبات الأرضية القديمة، إذ "لم يكُن الكاشف الذي مكّن هذا العلم الفلكي الجديد بحاجة إلى أن يبنى من كيلومتر مكعب من التقنيات المعقدة والمواد والمعادن الصلبة. فقد تمثلت رؤية هالزن في إدراكه أن الطبيعة وفرت بالفعل كاشفاً طبيعياً لهذه الجسيمات تحت القطب الجنوبي.