Oso goiz unibertsoa, Big Bangaren ostean, 'axola'eta 'antimateria' biak kopuru berdinean zeuden. Hala ere, orain arte ezagutzen ez diren arrazoiengatik, 'axola' oraina nagusitzen da unibertsoa. T2K-ko ikertzaileek neutrinoan Karga-Paritatearen urraketa posible bat eta dagozkion neutrinoen aurkako oszilazioen agerpena erakutsi dute. Hau aurrerapauso bat da zergatik ulertzeko axola menderatzen du unibertsoa.
Big Banga (duela 13.8 milioi urte inguru gertatu zen) eta fisikari lotutako beste teoriek iradokitzen dute hasieran unibertsoa erradiazioa zen "nagusi" eta "axola' eta 'antimatter' kopuru berdinean existitzen zen.
Baina unibertsoa dakigula gaur egun «materia» dela nagusi. Zergatik? Hau da misteriorik interesgarrienetako bat unibertsoa. (1).
The unibertsoa dakigunez, gaur egun "materia" eta "antimateria" kantitate berdinekin hasi ziren, biak binaka sortu ziren naturaren legeak eskatzen zuen moduan eta gero suntsitu egin ziren behin eta berriz "hondoko erradiazio kosmikoa" deritzon erradiazioa ekoiztuz. Big Bang-aren 100 mikrosegundoren buruan materia (partikulak) nolabait antipartikula gainditzen hasi ziren, esate baterako, mila milioitik bat eta segundotan antimateria guztia suntsitu zen, materia bakarrik utziz.
Zein da materiaren eta antimateriaren artean diferentzia edo asimetria mota hori sortuko lukeen prozesua edo mekanismoa?
1967an, Andrei Sakharov fisikari teoriko errusiarrak desoreka bat (edo materia eta antimateria erritmo ezberdinetan ekoizteko) beharrezko hiru baldintza postulatu zituen. unibertsoa. Sakharov-en lehenengo baldintza zenbaki barionikoa (interakzio batean kontserbatuta geratzen den zenbaki kuantikoa) urraketa da. Horrek esan nahi du protoiak oso poliki desintegratzen zirela partikula subatomiko arinagoetan, pioi neutro bat eta positroi bat bezala. Era berean, antiprotoi bat pioi eta elektroi batean desintegratu zen. Bigarren baldintza karga-konjugazio-simetria, C, eta karga-konjugazio-parekidetasunaren simetria urratzea da, CP Karga-Paritate-urraketa ere deitzen zaio. Hirugarren baldintza da barion-asimetria sortzen duen prozesua oreka termikoan egon behar ez izatea, hedapen azkarra dela eta, bikote-deuseztapenaren agerraldia gutxituz.
Sakharov-en CP urratzearen bigarren irizpidea da, hau da, partikulen eta haien antipartikulen arteko asimetria mota baten adibidea, desintegratzeko modua deskribatzen duena. Partikulen eta antipartikulen portaera alderatuz, hau da, mugitzeko, elkarreragintzeko eta desintegratzeko modua alderatuz, zientzialariek asimetria horren froga aurki dezakete. CP urratzeak ebidentzia ematen du prozesu fisiko ezezagun batzuk materiaren eta antimateria ekoizteko diferentzialaren erantzule direla.
Jakina da interakzio elektromagnetikoak eta "sendoak" simetrikoak direla C eta P azpian, eta, ondorioz, CP produktuaren arabera ere simetrikoak dira (3). ''Hala ere, hori ez da zertan gertatzen 'interakzio ahulean', C eta P simetriak urratzen dituena'' dio BA Robson irakasleak. Gainera, dioenez, "interakzio ahuletan CP urratzeak esan nahi du prozesu fisiko horiek barioi-zenbakiaren zeharkako urraketa ekar dezaketela, beraz, materia sortzea antimateria sortzea baino hobetsi litzateke". Quakak ez diren partikulek ez dute CP urraketarik erakusten, berriz, quarketan CP urraketa txikiegia da eta hutsalak dira materiaren eta antimateriaren sorreran aldea izateko. Beraz, CP urraketa leptoietan (neutrinoen) garrantzitsua bihurtzen da eta frogatzen bada zergatik erantzungo luke unibertsoa materia da nagusi.
CP simetriaren urraketa modu erabakigarrian frogatu gabe dagoen arren (1), baina T2K taldeak berriki jakinarazitako aurkikuntzek erakusten dute zientzialariak oso gertu daudela. Lehen aldiz frogatu da partikulatik elektroirako eta neutrinorako trantsizioa antipartikulatik elektroirako eta antineutrinorako trantsizioa hobesten dela, T2K-ko esperimentu oso sofistikatuen bidez (Tokaitik Kamiokara) (2). T2K-k laborategi pare bati egiten dio erreferentzia, Japoniako Protoi Azeleragailuen Ikerketa Konplexua (J-Parc). Tokai eta Super-Kamiokande lurpeko neutrinoen behatokia Kamioka, Japonia, 300 km inguru bananduta. Tokaiko protoi-azeleragailuak energia handiko talketatik sortutako partikulak eta antipartikulak sortu zituen eta Kamiokako detektagailuak neutrinoak eta haien antimateria-kontrakoak behatu zituzten, antineutrinoak, neurketa oso zehatzak eginez.
T2K-n hainbat urtetako datuak aztertu ondoren, zientzialariek delta-CP izeneko parametroa neurtu ahal izan zuten, neutrinoen oszilazioan CP simetria haustea gobernatzen duena eta desadostasuna edo neutrino-tasa hobetzeko hobespena aurkitu zuten, azkenean ekar dezakeena. neutrinoen eta antineutrinoen oszilazio moduan CP urratzearen berrespena. T2K taldeak aurkitutako emaitzak esanguratsuak dira 3-sigma edo % 99.7ko konfiantza mailaren esanahi estatistikoan. Mugarri bat da, neutrinoek inplikatzen duten CP urratzearen baieztapena materiaren nagusitasunarekin lotuta baitago. unibertsoa. Datu-base handiagoekin egindako esperimentu gehiagok probatuko dute CP simetriaren urraketa leptoniko hau quarketan CP urraketa baino handiagoa den ala ez. Hala bada, azkenean, Zergatik galderaren erantzuna izango dugu unibertsoa materia da nagusi.
T2K esperimentuak argi eta garbi ezartzen ez duen CP simetriaren urraketa gertatu denik, baina mugarri bat da, modu erabakigarrian erakusten baitu elektroi-neutroien tasa hobetuarekiko hobespen handia duela eta CP simetriaren urraketa gertatu dela frogatzera hurbiltzen gaituelako eta azkenean. erantzun 'zergatik unibertsoa materia da nagusi'.
***
References:
1. Tokioko Unibertsitatea, 2020. ''T2K emaitzak Neutrino CP fasearen balio posibleak mugatzen ditu -…..'' Prentsa-oharra 16ko apirilaren 2020an argitaratua. Sarean eskuragarri. http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/8799/ 17ko apirilaren 2020an sartu zen.
2. The T2K Collaboration, 2020. Neutrinoen oszilazioetan materia-antimateria simetria-urratzen duen fasearen muga. Nature 580 liburukia, 339–344 orrialdeak (2020). Argitarapena: 15ko apirilaren 2020a. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2177-0
3. Robson, BA, 2018. The Matter-Anmatter Asymmetry Problem. Aldizkaria, High Energy Physics, Gravitation and Cosmology, 4, 166-178. https://doi.org/10.4236/jhepgc.2018.41015
***
