Vai jūs zinājāt, ka visdārgākā viela pasaulē ir antimateriāls? Pēc oficiālajiem NASA datiem, vienas miligramu šīs retas vielas pozitronu vērtība ir aptuveni 25 miljoni dolāru! Tajā pašā laikā gandrīz nav iespējams iegūt antimatēriju laboratorijas apstākļos tāpēc, ka visi iepriekšējie mēģinājumi radīt unikālu enerģijas avotu ir bijuši neveiksmīgi. Kāpēc? Liekas, ka atbilde uz šo jautājumu var būt slēpta ļoti izplatītās un vienlaikus noslēpumainās daļiņās - neitrīnos.
Kas ir antimatērija?
Fizikā antimateriāls ir vienkārši matērijas “pretstats”. Lieta ir tāda, ka antimateriāla daļiņām vienmēr ir tāda pati masa kā to pārējām, vienlaikus tām ir nedaudz atšķirīgas “apgrieztas” īpašības. Tātad matēriju protoniem ir pozitīva lādiņa, bet antiprotoniem - negatīva lādiņa. Antimatēriju teorētiski varētu radīt laboratorijas apstākļos, kad saduras augstas enerģijas daļiņas, tomēr šie notikumi gandrīz vienmēr rada vienlīdzīgas gan antimateriāla, gan matērijas daļas, un, kad divas pretējas daļiņas nonāk saskarē viena ar otru, abas sabrūk spēcīgā tīras enerģijas vilnī.
Fizikāņi mīlēja to, ka gandrīz viss Visumā, ieskaitot cilvēkus, ir veidots no matērijas, nevis no vienādām matērijas un antimateriāla daļām. Meklējot idejas, kas varētu izskaidrot to, kas kavē mūsu Visumu no atsevišķu antimateriālu radītu galaktiku izveidošanas, pētnieki ir atraduši pierādījumus tam, ka atbilde varētu būt slēpta ļoti izplatītās, bet slikti saprotamās daļiņās, kuras cilvēce pazīst kā neitrīnus.
Vai neitrīni var mijiedarboties antimatērijā?
Lai varētu atbildēt uz jautājumiem par antimatērijas būtību, pētnieku grupa, kuru vadīja Kristofers Mohers, nesen publicēja pirmā eksperimenta komplekta rezultātus, kas bija vērsti uz neitrīnožu īpašību izpēti. Tātad, saskaņā ar zinātnieku plāniem, ļoti tuvā nākotnē cilvēks var veikt īpašu dziļūdens neitrīno eksperimentu (DUNE), kas ir eksperimentāla iestatījuma izveidošana neitrīno zinātnes un daļiņu fizikas izpētei.
Reklāmas video:
Lai saprastu neitrīno un antimatērijas mijiedarbības raksturu, zinātnieki plāno izveidot unikālu pazemes instrumentu ar nosaukumu DUNE.
Lai varētu atbildēt uz jautājumiem par antimatērijas būtību, pētnieku grupa, kuru vadīja Kristofers Mohers, nesen publicēja pirmā eksperimenta komplekta rezultātus, kas bija vērsti uz neitrīnožu īpašību izpēti. Tātad, saskaņā ar zinātnieku plāniem, ļoti tuvā nākotnē cilvēks var veikt īpašu dziļūdens neitrīno eksperimentu (DUNE), kas ir eksperimentāla iestatījuma izveidošana neitrīno zinātnes un daļiņu fizikas izpētei.
Pašlaik labi zināmie daļiņu sadursmes veicēji, piemēram, lielais hadronu sadursme CERN, veic eksperimentus ar kvarkiem - daļiņām, kas "konstruē" atomu kodola protonus un neitronus. Šajos eksperimentos tika atrasti daži pierādījumi, ka matērija un antimateriāls patiešām ir simetriski. Tajā pašā laikā eksperimenti ar leptoniem - gaiši, vāji mijiedarbojoties ar matērijas daļiņām, liek domāt, ka šīs daļiņas varētu pilnīgāk izskaidrot standarta matērijas un antimateriāla universālo asimetriju.
Neitrīno pētījumu problēma ir tāda, ka šīs sīkās daļiņas reti mijiedarbojas ar citām daļiņām. Šīs retās mijiedarbības atrašana nozīmē, ka pētniekiem ilgā laika posmā jāpēta liels skaits neitrīnu. Turklāt pastāvīgā kosmisko staru mijiedarbības izraisīto muonu plūsma atmosfēras augšējā daļā var apgrūtināt jau reti sastopamo mijiedarbību atklāšanu.
Pētnieki uzskata, ka, lai atrisinātu šādu problēmu, kas apdraud neitrīno daļiņu izpēti, mums jānolaižas aptuveni pusotra kilometra attālumā uz Zemes, uzbūvējot vairākus 10 tonnu detektorus un piepildot tos no iekšpuses ar šķidru argonu. Tūlīt pēc tam zinātniekiem tiek ierosināts uzstādīšanas virzienā palaist neitrīno staru, kas iepriekš jāpadara tuvējā daļiņu paātrinātājā. Saskaņā ar programmas DUNE autoru teikto, šī instalācija līdz 2022. gadam atradīsies Sanfordas pazemes pētījumu centrā netālu no Čikāgas, un, iespējams, tā varēs palīdzēt, pētot neitrīno un antimatērijas mijiedarbības īpašības.
Neskatoties uz to, ka neitrīno daļiņu izpēte var aizņemt vairāk nekā duci gadu, autori uzskata, ka projekts DUNE var ne tikai atbildēt uz daudziem šķietami neatrisinātiem jautājumiem no astrofizikas, matemātikas un daļiņu fizikas, bet tajā pat var būt arī atslēga saprašanai par to, kā un kāpēc jūs un es varējām parādīties mūsu Visumā. Bet tas jau ir aizraujoši.
Daria Eletskaya