КОСМИЧКО ТКАЊЕ

АНТИЧЕСТИЦА САМ СЕБИ?

Потрага за сликом у огледалу (ГЕРДА)

Потрага за сликом у огледалу (ГЕРДА)

Досад непримећена врста радиоактивности могла би да објасни како је настао материјални свет, укључујући људе, а тим физичара покренуо је експеримент којим би требало да буде објашњен овај новооткривени феномен. Откриће које би могло да промени све што знамо о свету.

Према постојећим теоријама, пре око 13,7 милијарди година, када је свемир настао, производиле су се једнаке количине материје и антиматерије, који би међусобно требало да се поништавају. Међутим, прорачуни показују да материје ипак има нешто више него антиматерије, али не знамо зашто је то тако.

Честице материје које су сами
себи античестице, називају се
Мајорановим фермионима, по
физичару Етореу Мајорани.

Да би се ова асиметрија објаснила, поред наелектрисања, потребно је да пронађемо још неку разлику између материје и антиматерије. То је велики задатак савремене физике, јер би према важећим теоријама, материја и антиматерија требало да буду једнако заступљене и нова студија иде у том правцу.

Чудни неутрини

У нормалним околностима, нестабилна језгра неких радиоактивних атома губе неутрон кроз процес бета распада – неутрон се трансформише у протон, отпуштајући електрон и сићушну честицу познату као електронски антинеутрино.

Још једна опција је конфигурација која подсећа на слику у огледалу у односу на оригиналну и у том случају, протон се претвара у неутрон, отпушта позитрон и електронски неутрино – пандан антинеутрину у нормалној материји.
До двоструког бета распада долази када се отпуштају два електрона и два антинеутрина (пандан неутринима у антиматерији), па се тако бета распад догађа два пута.
Научници су дуго теоретисали о могућем постојању безнеутринске верзије овог процеса, оне у којој би се два неутрина међусобно поништила, пошто напусте атом. У суштини, неутрино се понаша као сопствени антиматеријски пандан.
Честице материје које су сами себи античестице, називају се Мајорановим фермионима, по физичару Етореу Мајорани, који је предвидео њихово постојање 1937.
Ако се неутрини и антинеутрини понашају различито, то би могло да објасни зашто се сва материја није поништила антиматеријом, чим је свемир нестао.

Детектовање распада

Међутим, није лако детектовати безнеутрински двоструки бета распад, а кривац је космичко зрачење, каже Бернхард Швингенхојер, представник GERmanium Detector Array (GERDA) пројекта.
Тако су се физичари окренули GERDA лабораторији у Италији у којој је направљен базен са течним аргоном обогаћеним изотопом германијума-76, који је благо радиоактиван. Његово време полураспада од 1,78 x 1021 (односно 1,78 милијарди билиона година), значи да је толико времена потребно да се половина његових атома претвори у селенијум, што значи да је то време много дуже од старости свемира.

Овај феномен могао би да у
потпуности промени стандардни
модел, који је досад био успешан
у описивању физике честица.

Обично германијум емитује два електрона и два електронска антинеутрина у „обичном” двоструком бета процесу. Међутим, физичари су желели да виде да ли се овај процес икад одиграва без отпуштања неутрина. Неко би можда помислио да се за такав експеримент мора чекати милијардама година, али је време полураспада врло растегљиво.
Зато су истраживачи употребили око 40 килограма германијума помешаног са течним аргоном што је дало око 45 билиона билиона атома, што значи да би барем неки од њих требало да крену у процес полураспада док научници гледају.
Подаци су прикупљани током седам месеци – од децембра 2015. до јуна 2016. И, нажалост, нису детектовали полураспад, али су зато могли да спусте границу тога колико често се полураспад догађа.

Да су којим случајем детектовали полураспад, то би значило да су неутрини истовремено своје античестице, јер би у супротном безнеутрински полураспад био немогућ.
Такође, то би значило да радиоактнивни распад није симетричан односно да није увек случај да бета полураспад има своју „слику у огледалу”, тако што се емитују електрони и антинеутрини или позитрони и неутрини.

Ако, пак, није симетричан, то значи да се неутрини и антинеутрини понашају другачије у односу на све друге честице које су икада пронађене.
Овај феномен могао би да у потпуности промени стандардни модел, који је досад био успешан у описивању физике честица, али који очигледно има своје недостатке.
GERDA експеримент тек би требало да открије о чему се ради, јер је сасвим могуће да је потребно само чекати нешто дуже.

(Извор Б92)

О аутору

Станко Стојиљковић

Оставите коментар