FIZIKA
S.Đ.
Neutrini i vasiona
Detektori u potrazi za česticama
Neutrini i njihov par u antimateriji, antineutrini,
postoje u tri vrste: elektron,
muon i tau. Nekoliko eksperimenata je
pokazalo da neutrini mogu spontano
da prelaze iz jedne vrste u drugu, što
je pojava poznata kao osciliranje. T2K eksperiment,
koji se realizuje u Japanu, posmatra te oscilacije dok
se neutrini kreću između JPARC akceleratora u mestu
Tokai i SuperKamiokande detektora neutrina u
Kamioki, udaljenog 295 km. Pušten je u rad februara
2010, ali je zbog snažnog zemljotresa koji je pogodio
Japan 2011, nekoliko godina biti zatvoren.
Godine 2013. tamošnji istraživački tim objavio je
da su 28 muonneutrina, koji su krenuli iz polazne tač
ke JPARC, postali elektronneutrini do trenutka kada
su stigli do SuperKamiokande detektora. Bila je to prva
potvrda da se metamorfoza zaista dešava.
Zatim je obavljen eksperiment sa muonantineutrinima
da bi se utvrdilo da li postoji razlika u načinu
osciliranja običnih čestica i njihovih antimaterijskih
parova. Po koncepciji poznatoj kao CP simetrija naboja,
te stope osciliranja bi trebalo da su jednake.
CP simetrija se odnosi na poimanje da će fizika u
osnovi ostati neizmenjena ako se sve čestice zamene
njihovim odgovarajućim antičesticama. Čini se da to
doista važi za gotovo sve interakcije, što bi trebalo da
znači da je vasiona u Velikom prasku morala da generi
še jednaku količinu materije i antimaterije.
Materija i antimaterija razaraju jedna drugu. Stoga,
ako važi CP simetrija, i jedna i druga bi trebalo da su
iščezle veoma rano u istoriji vasione, mnogo pre nego
što je materija bila u stanju da se stegne u čvrsto stanje.
Jasno je da se to nije dogodilo, ali mi ne znamo zašto.
Ma koje odstupanje od CP simetrije koje uočimo moglo
bi da razjasni ovu protivrečnost.
„Znamo da bi nam, za stvaranje veće količine materije
nego antimaterije u vasioni, bio potreban proces
koji narušava CP simetriju“, ističe Patricia Vahle, koja
na radi na eksperimenu NoVA, sličnom japanskom
istraživanju T2K, koji šalje neutrine između Ilinoisa i
Minesote. „Tragamo za bilo kojim procesom koji može
da naruši CP simetriju“.
Jedno već znamo a odnosi se na interakciju razli
čitih vrsta kvarkova, sastavnih delova protona i neutrona
u atomima. Ali ta razlika nije dovoljno velika da
objasni zašto materija u potpunosti dominira postoje
ćom vasionom. Oscilacije neutrina obećavaju moguć
nost uočavanja takvih odstupanja.
Na Neutrino konferenciji u Londonu saopšteni su
prvi znaci takvih odstupanja. Hirohisa Tanaka sa Univerziteta
u Torontu, Kanada, izneo je najnovije rezultate
T2K eksperimenta. Do sada je zabeleženo da su 32
muonneutrina prešla u elektron vrstu, u poređenju sa
svega 4 muonantineutrina koji su postali antielektron
vrsta. To ukazuje na veću količinu materije nego
antimaterije od one koju su očekivali da vide, pod uslovom
da CP simetrija važi. Iako je broj detektovanih promena
u oba eksperimenta mali, razlike su dovoljne da
isključe važenje CP simetrije na drugom sigma nivou;
drugim rečima, postoji svega 5 procenata šanse da bi
T2K mogao da uoči takve razlike kada bi CP simetrija
bila očuvana u tom procesu.
Fizičari sada čekaju da stvari dostignu treći sigma
nivo da bi uopšte reagovali, i neće to smatrati otkrićem
pre petog sigma nivoa. Stoga je još rano da se kaže da
neutrini ruše CP simetriju. Međutim, na istoj konferenciji,
Vahle je predstavila najnovije rezultate eksperimenta
NoVA koji otkrivaju da su dva eksperimenta u
velikoj meri saglasna u vezi takve mogućnosti.
Domet narušavanja CP simetrije zavisi od ključnog
parametra nazvanog deltaCP, koji ima vrednosti od 0
do 2π. Oba tima nalaze da se njihovi rezultati na najbolji
način čitaju kada se ta vrednost uspostavi na 1,5π.
“Njihovi podaci zaista se oslanjaju na istu vrednost koju
primenjuje eksperiment T2K”, navodi Asher Kaboth,
angažovan u timu T2K. “Sve preference koje se odnose
na deltaCP kreću se u istom pravcu.”
S.Đ.
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
