Böyük Partlayışdan geriyə niyə ancaq maddə qaldı? - Antimaddə probleminə YENİ BAXIŞ

İndiana Universitetinin (IU) tədqiqatçıları iki aparıcı beynəlxalq neytrino eksperimenti arasındakı tərəfdaşlıq vasitəsilə kainat haqqında anlayışımızda mühüm irəliləyiş əldə ediblər. Neytrinolar kosmosdan, planetlərdən və hətta bədənimizdən daim keçən, lakin, demək olar ki, heç nə ilə qarşılıqlı əlaqəyə girməyən, son dərəcə kiçik, kütləsiz hissəciklərdir.

Yenicag.az xəbər verir ki, “Nature” jurnalında dərc olunan tapıntılar alimləri fundamental sualın cavabına daha da yaxınlaşdırır: kainat niyə boş olmaq əvəzinə, ulduzlar, planetlər və həyat kimi maddələrdən ibarətdir?

Bu sıçrayış ABŞ-dəki “NOvA” eksperimenti ilə Yaponiyadakı “T2K”dan alınan məlumatların görünməmiş birgə təhlili nəticəsində əldə edilib. Bu iki uzaq məsafəli neytrino layihəsi öz növünün ən mürəkkəbləri sırasındadır. Tədqiqatçılar onların nəticələrini birləşdirərək neytrinoları və onların antimaddə analoqlarını daha yaxşı öyrənə bilərlər ki, bu da kainatın Böyük Partlayışdan dərhal sonra niyə məhv olmaması barədə təsəvvür yaradır.

Hər iki eksperimentdə alimlər hissəcik sürətləndiricilərindən istifadə edərək neytrino şüaları yaradır və onları yeraltı böyük məsafələr vasitəsilə nəhəng detektorlara göndərirlər. Onları aşkar etmək fövqəladə dərəcədə çətindir. İstehsal olunan saysız-hesabsız hissəciklərdən yalnız kiçik bir hissəsi ölçülə bilən siqnallar buraxır. Daha sonra bu nadir qarşılıqlı təsirləri yenidən qurmaq və neytrinoların səyahət zamanı necə dəyişdiyini öyrənmək üçün qabaqcıl detektorlardan və güclü proqram təminatından istifadə olunur.

Kosmologiyanın ən böyük tapmacalarından biri kainatda niyə maddənin üstünlük təşkil etməsidir. Böyük Partlayış bərabər miqdarda maddə və antimaddə yaratmalı idi. Maddə və antimaddə qarşılaşdıqda bir enerji partlayışı ilə bir-birlərini yox edirlər. Əgər erkən kainat hər ikisindən tam bərabər miqdarda ibarət olsaydı, hər şey yox olardı. Bunun əvəzinə, cüzi qeyri-müvazinət maddənin xeyrinə olub və qalaktikaların, ulduzların, planetlərin və həyatın yaranmasına şərait yaradıb.

Alimlər inanırlar ki, neytrinolar bu qeyri-müvazinəti izah etməyə kömək edə bilər. Neytrinoların elektron, müon və tau kimi tanınan üç növü və ya “təam”ı mövcuddur. Onlar kosmosda hərəkət edərkən ossilyasiya adlanan prosesdə bir növdən digərinə keçə bilirlər. Əgər neytrinolar və antineytrinolar fərqli şəkildə ossilyasiya edirlərsə, bu fərq maddənin niyə sonda qalib gəldiyinə işarə edə bilər.

Yeni tədqiqat iki əsas neytrino rəsədxanasının məlumatlarını birləşdirdiyi üçün fərqlənir. “NOvA” neytrino şüasını Çikaqo yaxınlığındakı Fermi Milli Sürətləndirici Laboratoriyasından 810 kilometr uzaqlıqda, Minnesota ştatının Eş Rayver şəhərindəki 14 000 tonluq detektora göndərir. Eyni zamanda, Yaponiyanın “T2K” layihəsi Tokaidəki “J-PARC” sürətləndiricisindən 295 kilometr uzaqlıqdakı İkenoyama dağı altındakı nəhəng Super-Kamiokande detektoruna şüa göndərir.

Tədqiqatçılar nəticələrini birlikdə təhlil edərək neytrinoların davranışını ölçmək qabiliyyətini təkmilləşdiriblər. Analizlərin birləşdirilməsi hər iki eksperimentin tamamlayıcı həssaslığından yararlanır və əməkdaşlığın dəyərini nümayiş etdirir. “NOvA”nın Yer daxilindən keçən daha uzun məsafəsi və “T2K”nın daha qısa, lakin daha intensiv şüası tamamlayıcı üstünlüklər təmin edərək alimlərə öz ölçmələrini müstəsna dəqiqliklə müqayisə etməyə və təkmilləşdirməyə imkan verir.

Birləşdirilmiş tapıntılar neytrinoların və antineytrinoların ossilyasiya şəklində fərq ola biləcəyini göstərir ki, bu da CP simmetriyasının mümkün pozulmasına işarə edir. Sadə dildə desək, neytrinolar öz antimaddə analoqları kimi tam eyni davranmaya bilər. Bu incə fərq maddənin niyə sağ qalması barədə həlledici ipucu ola bilər.

Genişmiqyaslı hissəcik fizikası eksperimentləri çox vaxt fundamental elmdən kənar faydalar da verir. Neytrinoları aşkar etmək üçün hazırlanmış texnologiyalar, o cümlədən yüksək sürətli elektronika və qabaqcıl məlumat təhlili sistemləri çox vaxt sənayedə praktik tətbiqlərini tapır. Birgə tədqiqat səyi ABŞ Enerji Departamenti tərəfindən maliyyələşdirilir.