"رسائل المراجعة الفيزيائية": مقال للبروفيسور جيورا شابيف من التخنيون - من بين أهم 20 مقالة في الفيزياء في الخمسين سنة الماضية
اختارت المجلة العلمية "Physical Review Letters" مقالة كتبها البروفيسور جيورا شبيب من كلية الفيزياء في التخنيون عام 1968، لتكون واحدة من أهم عشرين مقالة في الفيزياء نشرها في الخمسين سنة الأخيرة. "Physical Review Letters" هي المجلة الأكثر أهمية في مجال الفيزياء والبروفيسور شبيب هو الإسرائيلي الوحيد الذي يظهر في القائمة المرموقة.
تمت كتابة المقال مع البروفيسور جون باشيل الذي كان في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في ذلك الوقت. كان البروفيسور جيورا شبيب في جامعة كورنيل في ذلك الوقت. اختارت مجلة Physical Review Letters العشرين مقالة للاحتفال بالذكرى الخمسين لتأسيسها. يناقش المقال تجربة النيوترينو للبروفيسور راي ديفيز. وفي عام 50، تم الحصول على النتائج الأولى من هذه التجربة. النيوترينو هو جسيم صغير ينطلق في التفاعلات النووية التي تحدث في قلب الشمس وهو المسؤول عن إطلاق الطاقة النووية في قلب الشمس. هذه هي الطاقة التي تشعها الشمس في النهاية إلى الفضاء والأرض. والنيوترينو جسيم ذو خصائص خاصة أهمها قدرته على اختراق الشمس والوصول إلى الأرض. فكانت الفكرة بناء تجربة تنجح في اكتشاف عدد من هذه الجسيمات وتؤكد في تجربة مباشرة أن الشمس تنتج الطاقة عن طريق التفاعلات النووية. تم إجراء التجربة نفسها في منجم عميق في داكوتا وتضمنت خزانًا ضخمًا بسعة مائة ألف لتر من السائل الذي كان من المفترض أن يتفاعل معه النيوترينو (في المجموع تفاعل واحد بالكاد في اليوم).
وفي الوقت نفسه، أجرى البروفيسور شبيب سلسلة طويلة من الحسابات بهدف: (أ) التنبؤ بنتائج التجربة بحسب ما كان معروفاً في ذلك الوقت عن بنية الشمس. (ب) استخلاص استنتاجات حول التكوين الداخلي الحالي للشمس. (ج) استخلاص استنتاجات حول التكوين الأولي للشمس. وكانت هذه الحسابات هي الأساس لتحليل تجربة بهاكل وشبيب.
وكانت نتيجة التجربة حاجزًا علويًا أمام تدفق النيوترينوات من الشمس، مما يعني أن التدفق كان أقل بكثير من توقعات شافيف وبهكل، والتي استندت إلى معرفتهما في ذلك الوقت بخصائص النيوترينوات والفيزياء. الجسيمات الأولية ومعرفتهم بتركيبة الشمس وتطورها منذ خلقها إلى اليوم.
وأظهر تحليل النتائج التجريبية التي أجراها بهاكيل وشبيب أن الكمية الأولية للهيليوم في الشمس كانت متوافقة مع التنبؤ بالانفجار الكبير، مما أكد نظرية تكوين النجوم. وأظهر التحليل أيضًا أنه نظرًا لتأكيد نظرية تكوين النجوم إلى حد كبير، فإن تفسير النتيجة التجريبية يجب أن يكمن في فيزياء النيوترينوات غير المعروفة. ولذلك توقع مقال بهكل وشبيب ضرورة تغيير نظرية النيوترينو. وأشار شابيف وبهكل في المقال إلى أن تفاصيل معينة في بنية الشمس ليس لها تأثير على إطلاق طاقة الشمس ولكن لها تأثير كبير على تدفق النيوترينوات وأنها (التفاصيل) غير معروفة بالدقة المطلوبة .
أحدثت نتيجة التجربة ضجة في عالم الفيزياء والفيزياء الفلكية. تمت كتابة أكثر من 10,000 مقال حول هذا الموضوع، حيث تم اختبار كل زاوية ممكنة من النظرية، ومن بين أمور أخرى، تم طرح فرضيات مفادها أن الشمس قد لا تنتج طاقتها في التفاعلات النووية - وهو ما كان يعتبر بالفعل بديهيًا في ذلك الوقت. وفي الوقت نفسه، أجريت عدة تجارب جديدة بتكلفة إجمالية بلغت حوالي 250 مليون دولار بهدف اكتشاف النتريت من الشمس.
وبعد 35 عامًا أصبح من الواضح أن النيوترينو يغير هويته في طريقه من الشمس إلى الأرض. فقط عندما أجريت تجربة تمكنت من اكتشاف النيوترينو في هويته الثانية، تم حل اللغز بشكل شبه نهائي وتطابقت النتيجة النظرية مع التجربة.
وقد حصل بعض الباحثين (دويس والمجموعة اليابانية) على جائزة نوبل لاكتشافهم النيوترينو بهويته الأولية، ولكن ليس من اكتشف النيوترينو بهويته الثانية – المجموعة الكندية.
