Експерименти с неутрино и антинеутрино обясняват състава на Вселената

Експерименти с неутрино и антинеутрино обясняват състава на Вселената

Еспериментите разкриват свойствата на тези загадъчни частици, които никога досега не са измервани и могат да обяснят материята и антиматерията във Вселената

 531 

Екип от учени провежда експеримент, наречен T2K (абривиетура на „От Токай до Камиока“), който е разположен в две сложни съоръжения на 295 км. разстояние едно от друго. В инсталациите се изследват едни от най-загадъчните частици във Вселената: неутрино и нейната античастица – антинеутрино. Единият ускорител на Протонно-ускорителния изследователски комплекс (J-PARC) е разположен в японския субрегион Токай, на източното крайбрежие, докато на 295 км. от него, на 1000 м. под планината Икено, в района Камиока, в близост до град Хида (перфектура Гифу), е разположен другият – Супер-Камиоканде.

Благодарение на този експеримент, чиито резултати бяха публикувани тази седмица в списание Nature, можем да кажем, че неуловимата и загадъчна материя, неутрино, вече е не толкова неуловима и загадъчна. Според екипа от учени от 12 различни държави, е разкрито основното свойство на тези частици, което беше непознато досега. Това е значителна крачка за определяне на начинът, по който функционират и си взаимодействат елементите на материята и антиматерията и, в крайна сметка, дава представа за възникването и еволюцията на Вселената, изяснявайки, защо материята е значително повече от антиматерията.

„Цялата видима или мислима материя, е съставена от протони, неутрони и електрони. Антиматерията възниква в ядрото на материята и, редувайки процесите си на създаване и отмиране, е невидим елемент от нейната структура“ – обяснява Анселмо Сервера ( Anselmo Cervera), изследовател от Института по корпускуларна физика към Университета във Валенсия (IFIC-CSIC) и един от авторите на публикацията в Nature.

Учените не могат да определят точното съотношение между материята и антиматерията във Вселената, но е ясно, че антиматерията е значително по-малко от материята. Антиматерията е съставена от античастици, които са противоположни на частиците на материята.

За повечето физични явления в природата, са характерни еднакви (симетрични) закономерности при поведението на материята и антиматерията, което физиците наричат ​​„симетричен паритет на натоварване“ (CP симетрия). Според теорията за Големия взривВселената е създадена с идентични количества материя и антиматерия. Тази симетрия, обаче, не е универсална, тъй като в сегашния състав на Вселената, наличието на антиматерия е много малко. И това се обяснява, с нарушение в симетричния паритет на натоварване.

Четете още
Най-древните сперматозоиди са на възраст 100 милиона години

Изследванията, публикувани в Nature, подкрепят идеята за наличието на подобно нарушение или асиметрия. Става въпрос за различната честота на трептене (трансформация) на неутриновите и антинеутриновите частици.

„Симетрията на паритета на натоварването е симетрия в природата, която закономерност е валидна за повечето физични процеси, но има и изключения (нарушения). Тази симетрия определя дали материята и антиматерията имат едно и също поведение. – казва Сервера – Досега нарушението на симетрията се смяташе за нормално физично поведение само за субатомните частици, наречени кварки, което обаче, не беше достатъчно, за да обясни разликата в наличието на материя и антиматерия в състава на настоящата Вселена. Откриването на нарушена симетрия на паритета на натоварване при поведението на неутриновите и антинеутриновите частици, е ключът за това обяснение.“

Масата

Допреди двайсетина години се смяташе, че неутрино частиците , подобно на футоните, нямат маса. През 2015 г., японецът Такааки Каджита (Taaaki Kajita) и канадецът Артър Макдоналд (Arthur McDonald)*, доказаха неутрините осцилации (трансформация от едно състояние в друго), което означава наличието на маса, тоест, ако неутрино нямаше маса, не би могло да осцилира.**

„Има шест параметъра на неутринно колебание и една от задачите на нашите експерименти е, да фиксираме и обясним тези параметри. Досега са анализирани четири от тях, два ни се изплъзваха: най-важно и трудно при тези измерванията е фазата на нарушение, която предизвиква асиметрията между материя и антиматерия“ – обяснява Сервера – И последнитете ни експерименти са кулминацията при тези измервания. Тази колеблива симетрията между елементите, е ключова за обяснението на състава на Вселената – защо е изградена предимно от материя и от много малко антиматерия.“

––––––

* За откриването на неутрино осцилации, Такааки Каджита и Артър Макдоналд, получават Нобелова награда за Физика (2015 г.). (Ред. бел.)

** Още през 1957 г., работещият в Дубна (Русия), италиански физик Бруно Понтекорво теоритезира, че неутрино от различни видове (съществуват три вида неутрино – електронно, мюонно и тау-неутрино) могат да преминават от едно състояние в друго – този процес се нарича осцилация на елементарните частици. (Ред. бел.)

Предложено


















Актуално



















Видео

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Препоръчано
Loading