Unibertsoaren hasierako unibertsoan , Big Bangaren ondoren, ' materia ' eta 'antimateria' kantitate berdinean existitzen ziren. Hala ere, orain arte ezezagunak diren arrazoiengatik, ' materiak ' menderatzen du egungo unibertsoa . T2Kko ikertzaileek duela gutxi erakutsi dute neutrinoan Karga-Parekotasun urraketa bat gerta daitekeela eta dagokion antineutrino oszilazioak daudela. Aurrerapauso bat da materiak unibertsoa zergatik menderatzen duen ulertzeko.
Big Bangak (duela 13.8 milioi urte inguru gertatu zena) eta fisikaren beste teoriek iradokitzen dute unibertso goiztiarra erradiazioa 'nagusi' zela eta ' materia ' eta ' antimateria ' kantitate berdinean existitzen zirela.
Baina gaur egun ezagutzen dugun unibertsoa 'materiak' menderatzen du. Zergatik? Unibertsoaren misterio interesgarrienetako bat da hau . (1).
Gaur egun ezagutzen dugun unibertsoa "materia" eta "antimateria" kantitate berdinekin hasi zen, biak binaka sortu ziren naturaren legeak eskatzen zuen bezala, eta gero behin eta berriz suntsitu ziren , "erradiazio kosmikoa" izeneko erradiazioa sortuz. Big Bangaren ondorengo 100 mikrosegundotan, materiak (partikulak) nolabait antipartikulak baino gehiago hasi ziren, esaterako, mila milioi bakoitzeko bat, eta segundo gutxiren buruan 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 unibertsoan desoreka bat (edo materia eta antimateria abiadura desberdinetan ekoizteko) gertatzeko hiru baldintza beharrezkoak postulatu zituen . Lehenengo Sakharov baldintza barioi zenbakiaren urraketa da (elkarreragin batean kontserbatzen den zenbaki kuantikoa). Horrek esan nahi du protoiak oso poliki desintegratu zirela partikula subatomiko arinagoetan, hala nola pioi neutro bat eta positroi bat. Era berean, antiprotoi bat pioi eta elektroi batean desintegratu zen. Bigarren baldintza karga-konjugazio simetriaren, C, eta karga-konjugazio-paritate simetriaren, CP, urraketa da, karga-paritate urraketa ere deitua. Hirugarren baldintza da barioi-asimetria sortzen duen prozesua ez dela oreka termikoan egon behar, hedapen azkarrak bikote-anihilatzearen agerpena gutxitzen duelako.
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 elkarrekintza elektromagnetikoa eta 'elkarrekintza sendoa' simetrikoak direla C eta P-ren pean, eta, ondorioz, CP (3) produktuaren pean ere simetrikoak dira. ''Hala ere, ez da nahitaez 'elkarrekintza ahularen' kasua, C eta P simetriak urratzen baititu'' dio BA Robson irakasleak. Gainera, dioenez, "elkarrekintza ahuletan CP urratzeak esan nahi du prozesu fisiko horiek barioi zenbakiaren zeharkako urraketa ekar dezaketela, eta horrela materia sortzea antimateria sortzea baino nahiago izango litzatekeela". Quark ez diren partikulek ez dute CP urraketarik erakusten, quarketan CP urraketa txikiegia eta hutsala den bitartean materia eta antimateria sortzean aldea izateko. Beraz, leptoietan ( neutrinoetan ) CP urraketa garrantzitsua bihurtzen da, eta frogatzen bada, unibertsoa zergatik den materia nagusi azalduko luke.
CP simetriaren urraketa oraindik ez da behin betiko frogatu (1), baina T2K taldeak duela gutxi jakinarazi dituen aurkikuntzek erakusten dute zientzialariak oso gertu daudela horretara. Lehen aldiz frogatu da partikulatik elektroi eta neutrinorako trantsizioa antipartikulatik elektroi eta antineutrinorako trantsizioa baino hobea dela, T2K-n (Tokaitik Kamiokara) egindako esperimentu oso sofistikatuen bidez (2). T2K bi laborategiri egiten dio erreferentzia, Tokaiko Japoniako Protoi Azeleragailuaren Ikerketa Konplexua (J-Parc) eta Kamiokako ( Japonia) Super-Kamiokande lurpeko neutrino behatokia , 300 km ingurura. Tokaiko protoi azeleragailuak partikulak eta antipartikulak sortu zituen energia handiko talketatik, eta Kamiokako detektagailuek neutrinoak eta haien antimateria parekoak, antineutrinoak, behatu zituzten neurketa oso zehatzak eginez.
T2K-n hainbat urtetako datuak aztertu ondoren, zientzialariek delta-CP izeneko parametroa neurtu ahal izan zuten, neutrinoen oszilazioan CP simetria-haustura arautzen duena, eta neutrino-tasaren desadostasuna edo handitzeko lehentasuna aurkitu zuten, eta horrek, azkenean, neutrinoek eta antineutrinoek oszilatzen zuten moduan CP urratzea berrestea ekar dezake. T2K taldeak aurkitutako emaitzak esanguratsuak dira 3 sigmako edo % 99.7ko konfiantza-maila estatistikoan. Mugarri bat da, neutrinoek inplikatutako CP urratzea unibertsoan materiaren nagusitasunarekin lotuta baitago . Datu-base handiagoekin egindako esperimentu gehiagok probatuko dute CP simetria-urraketa leptoniko hau quarketan dagoen CP urraketa baino handiagoa den ala ez. Hala bada, azkenean izango dugu unibertsoa zergatik den materiaren nagusi galderaren erantzuna .
T2K esperimentuak ez du argi eta garbi ezartzen CP simetria-urraketa gertatu denik, baina mugarri bat da, elektroi-neutroi-tasa handituaren aldeko lehentasun sendoa erakusten duelako eta CP simetria-urraketaren gertaera frogatzera eta, azkenean, " unibertsoa zergatik den materia nagusi" erantzunera hurbiltzen gaituelako.
***
References:
1. Tokioko Unibertsitatea, 2020. ''T2K Emaitzek Neutrino CP Fasearen Balio Balitezkoak Mugatzen Dituzte -…..'' Prentsa-oharra 2020ko apirilaren 16an argitaratua. Sarean eskuragarri http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/8799/ helbidean . 2020ko apirilaren 17an kontsultatua.
2. T2K Lankidetza, 2020. Neutrino oszilazioetan materia-antimateria simetria-hausten duen fasearen murrizketa. Nature 580. liburukia, 339–344 orrialdeak (2020). Argitaratze data: 2020ko apirilaren 15a. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2177-0
3. Robson, BA, 2018. Materia-antimateria asimetriaren arazoa. Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology, 4, 166-178. https://doi.org/10.4236/jhepgc.2018.41015
***
