Τρίτη, 26 Ιουλίου 2016

ΕΝΔΕΙΞΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΙΤΙΑ ΠΟΥ Η ΥΛΗ "ΕΠΙΒΙΩΣΕ" ΣΤΟ ΠΡΩΙΜΟ ΣΥΜΠΑΝ



Του Κώστα Δεληγιάννη

Γιατί υπάρχει ο κόσμος που μας περιβάλλει, και μέσα σε αυτόν κι εμείς; Όσο κι αν ακούγεται παράξενο, η καθιερωμένη θεωρία για τη «γέννηση» του σύμπαντος δεν μπορεί να δώσει μία αποδεκτή απάντηση.

Ο λόγος είναι πως, με βάση τους νόμους της φυσικής, με τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης. Τότε, όμως, κάθε σωματίδιο που θα συγκρουόταν με το αντίστοιχο αντισωματίδιό του, όπως ένα πρωτόνιο με ένα αντιπρωτόνιο ή ένα ηλεκτρόνιο με ένα ποζιτρόνιο, θα έπρεπε να εξαϋλωθεί.

Επομένως, το μόνο που θα έπρεπε να έχει απομείνει θα ήταν μία «θάλασσα» φωτονίων, σε ένα άυλο σύμπαν. Κάτι που διαψεύδεται και μόνο από το γεγονός ότι… υπάρχουμε, με συνέπεια να γνωρίζουμε με βεβαιότητα πως για κάποια άγνωστη αιτία εμφανίστηκε μία μικρή ασυμμετρία ανάμεσα στην ύλη και την αντιύλη στο «νεαρό» σύμπαν, χάρις στην οποία μπόρεσε να εξελιχθεί στη σημερινή του μορφή.

Ένα βήμα στον προσδιορισμό αυτής της άγνωστης αιτίας ελπίζουν πως έκαναν επιστήμονες που συμμετέχουν στο πείραμα Τ2Κ στην Ιαπωνία, το οποίο μελετά τις ιδιότητες των νετρίνων – στοιχειωδών σωματιδίων που έχουν πολύ μικρή μάζα και αλληλεπιδρούν ασθενώς με την ύλη. Πιο συγκεκριμένα, οι επιστήμονες εντόπισαν μία ανωμαλία στη συμπεριφορά των νετρίνων η οποία ενδεχομένως ανοίξει τον δρόμο για να εξηγηθεί η επικράτηση της ύλης στις πρώτες φάσεις της κοσμικής δημιουργίας.

Τα νετρίνα διακρίνονται σε τρεις τύπους (ή «γεύσεις»): νετρίνα ηλεκτρονίων, μιονίων και ταυ, μία διάκριση που ισχύει και για τα αντινετρίνα. Αρκετά πειράματα έχουν δείξει ότι τα νετρίνα μπορούν να αλλάζουν αυθόρμητα «γεύση», ένα φαινόμενο που ονομάζεται ταλάντωση των νετρίνων.

Στο πλαίσιο του πειράματος Τ2Κ, οι επιστήμονες μελετούν τέτοιες ταλαντώσεις καθώς δέσμες νετρίνων «ταξιδεύουν» από τον επιταχυντή J-PARC στην πόλη Τοκάι, μέχρι τον ανιχνευτή Super-Kamiokande στην πόλη Καμιόκα, η οποία βρίσκεται 295 χιλιόμετρα μακριά. Έτσι, στο «ταξίδι» μιας δέσμης νετρίνων μιονίων, διαπίστωσαν πως 32 σωματίδια είχαν αλλάξει «γεύση» και είχαν μετατραπεί σε νετρίνα ηλεκτρονίων, όταν έφτασαν στον προορισμό τους.

Επαναλαμβάνοντας ωστόσο το πείραμα με αντινετρίνα μιονίων, βρήκαν ότι οι ταλαντώσεις στη συγκεκριμένη περίπτωση γίνονται με μικρότερη συχνότητα. Έτσι, μόλις 4 αντινετρίνα μιονίων μετατράπηκαν σε αντινετρίνα ηλεκτρονίων.

Η διαφορετική συχνότητα ταλαντώσεων των νετρίνων και των αντινετρίνων θα μπορούσε να αποτελεί μία ένδειξη πως στην περίπτωση των συγκεκριμένων σωματιδίων και αντισωματιδίων υπάρχει μία θεμελιώδης ασυμμετρία. Αυτή η ασυμμετρία, με τη σειρά της, ενδεχομένως αποτελεί τον μηχανισμό που εξηγεί γιατί όλη η ύλη δεν εξαϋλώθηκε αλληλεπιδρώντας με την αντιύλη στο «νεαρό» σύμπαν.

Οι επιστήμονες σημειώνουν πως ακόμη είναι εξαιρετικά πρώιμο να πει κανείς πως λύθηκε ένας από τους μεγαλύτερους «γρίφους» της φυσικής, αφού προς το παρόν τα δεδομένα τους δεν είναι τόσο πολλά, για να μπορούν να αποκλείσουν το στατιστικό σφάλμα. Έτσι, θα πρέπει να περιμένουν την ανάλυση περισσότερων μετρήσεων, που θα συγκεντρώσουν μέσα στους επόμενους μήνες.

Πάντως, μία θετική ένδειξη είναι πως ένα ακόμη πείραμα που μελετά τις ταλαντώσεις των αντινετρίνων και των αντινετρίνων, το NoVA που διεξάγεται στις ΗΠΑ, έχει καταλήξει σε παρόμοια συμπεράσματα, παρόλο που και αυτό βρίσκεται στις πρώτες φάσεις του.