Μετρήθηκαν οι δυνάμεις που συγκρατούν την αντιύλη

0
1074

Την ελκτική δύναμη που αναπτύσσεται μεταξύ των αντιπρωτονίων, δηλαδή των σωματιδίων της αντιύλης, μέτρησαν για πρώτη φορά επιστήμονες στις ΗΠΑ.

Τα πειράματα έγιναν στον Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων (Relativistic Heavy Ion Collider-RHIC) του Εθνικού Εργαστηρίου Μπρουκχέιβεν του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ και παρουσιάζονται στην επιθεώρηση «Nature».

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η ισχυρή πυρηνική δύναμη που συγκρατεί τους πυρήνες των κανονικών πρωτονίων στα άτομα της ύλης, υπάρχει και στην περίπτωση της αντιύλης, στα αντιπρωτόνια, τα οποία έχουν ίδιες μάζες με εκείνα της κανονικής ύλης (πρωτόνια), αλλά αντίθετα ηλεκτρικά φορτία.

Στην αρχή του σύμπαντος, η Μεγάλη Έκρηξη εκτιμάται ότι δημιούργησε ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης, όμως σήμερα η αντιύλη είναι πολύ σπάνια. Αν και υπάρχουν πολλές θεωρίες για την αιτία, η απουσία αντιύλης παραμένει κατ” ουσία ανεξήγητη.

Η μέτρηση που έγινε στα αντιπρωτόνια, θα βοηθήσει να μελετηθεί καλύτερα η φύση της αντιύλης, η οποία είναι δυνατό να παραχθεί σε επιταχυντές σωματιδίων όπως του CERN, αν και σε μικρές ποσότητες.

Στο εργαστήριο δημιουργήθηκε αντιύλη μέσω της σύγκρουσης πυρήνων βαρέων ατόμων χρυσού μεταξύ τους με ταχύτητες που πλησίαζαν εκείνη του φωτός.

Η ελκτική δύναμη μεταξύ των αντιπρωτονίων τους επιτρέπει να συγκρατούνται μαζί αντισταθμίζοντας την απωθητική δύναμη που ασκούν τα αρνητικά ηλεκτρικά φορτία τους.

Οι μετρήσεις επιβεβαιώνουν ότι δεν υπάρχει διαφορά στον τρόπο που η ισχυρή πυρηνική δύναμη συμπεριφέρεται στην ύλη και στην αντιύλη. Έτσι, η ύλη και η αντιύλη φαίνονται να είναι τελείως συμμετρικές.

Η παρατηρούμενη ασυμμετρία στις ποσότητές τους στο Σύμπαν παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της σύγχρονης Φυσικής.

Στο βαθμό που οι μετρήσεις είναι ακριβείς, η ύλη με την αντιύλη εμφανίζονται απόλυτα συμμετρικές στο εργαστήριο.

Αν οι φυσικοί είχαν βρει κάποια διαφορά στη δύναμη που «συγκολλά» την αντιύλη, τότε αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει την σημερινή σχεδόν ανυπαρξία της αντιύλης σε σχέση με την ύλη, ωστόσο δεν έχει διαπιστωθεί τέτοια διαφορά.

—Τα νετρίνα

Έτσι, οι επιστήμονες στρέφονται προς άλλες εξηγήσεις της ασυμμετρίας. Για παράδειγμα, τα νετρίνα, ακόμα ένα θεμελιώδες συστατικό του Σύμπαντος ίσως αποτελούν τα αντισωματίδια του «εαυτού» τους.

Το νετρίνο είναι ένα αφόρτιστο και πολύ ελαφρύ σωματίδιο, του οποίου η ύπαρξη προτάθηκε από τον αυστριακό φυσικό Βόλφγκανγκ Πάουλι το 1931, ώστε να ισχύει η αρχή διατήρησης της ορμής και της ενέργειας στην ραδιενεργή εκπομπή ηλεκτρονίων από τον ατομικό πυρήνα, τη λεγόμενη β διάσπαση.

Πρόκειται για σωματίδια που αλληλεπιδρούν ασθενώς με την ύλη, συνεπώς είναι πολύ δύσκολο να παρατηρηθούν. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται ειδικές πειραματικές διατάξεις, γνωστές ως «τηλεσκόπια νετρίνων», τοποθετημένες βαθιά μέσα σε εγκαταλειμμένα ορυχεία ή στον πυθμένα της θάλασσας, προκειμένου να μην επηρεάζονται από την κοσμική ακτινοβολία· καθώς τα νετρίνα δύσκολα εντοπίζονται, απαιτείται μια τέτοιου είδους «μόνωση» από άλλες αλληλεπιδράσεις, αλλά και το μεγάλο μέγεθος της πειραματικής διάταξης.

Οι διαφοροποιήσεις στη διάδραση μεταξύ των νετρίνων μετά τη Μεγάλη Έκρηξη ίσως οδήγησαν σε ένα μικρό πλεόνασμα ύλης που επέτρεψε τη γέννηση του Σύμπαντος.

econews

Σχόλια