Μια πρόσφατη μελέτη, βρήκε μια κρυμμένη οικογένεια σωματιδίων φαντασμάτων, που ίσως είναι υπεύθυνη για την σκοτεινή ύλη στο Σύμπαν και ίσως αποτελεί τον λόγο ύπαρξης της ύλης γενικότερα. Τα σωματίδια αυτά ανήκουν στα νετρίνα.
Ένα από τα πιο δύσκολα και μπερδεμένα μυστήρια στη σύγχρονη κοσμολογία είναι το γιατί το σύμπαν ήταν γεμάτο ύλη εξαρχής. Το περίεργο με αυτό είναι πως όλες οι θεμελιώδεις αντιδράσεις σωματιδίων παράγουν ακριβείς αριθμούς σωματιδίων ύλης και αντιύλης, τα οποία εξαφανίζονται όταν ένα άτομο ύλης συγκρουστεί με ένα άτομο αντιύλης, παράγοντας λάμψεις ενέργειας. Το πρόβλημα όμως είναι πως το σύμπαν έχει αφθονία ύλης και πάρα πολύ λίγη αντιύλη. Αν η παραγωγή ήταν συμμετρική, γιατί δεν εξαφανίστηκαν όλα στο πρώιμο σύμπαν;
Το πρόβλημα είναι γνωστό ως βαρυογένεση και η κύρια υπόθεση είναι ότι κάποια άγνωστη διαδικασία οδήγησε σε ανισορροπία της ύλης έναντι της αντιύλης στις πρώτες στιγμές της Μεγάλης Έκρηξης . Αλλά ποια θα μπορούσε να ήταν αυτή η διαδικασία;
Η νέα έρευνα προτείνει πως η απάντηση βρίσκεται στα νετρίνα, τα τρομερά μικρά σωματίδια. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 18 Δεκεμβρίου, στον διακομιστή προεκτύπωσης ArXiv και μέχρι στιγμής δεν έχει αξιολογηθεί ακόμα από ομότιμους.
Τα νετρίνα έρχονται σε τρεις ποικιλίες, με κάθε μία να παρουσιάζει παράξενες ιδιότητες. Αρχικά έχουν ένα πολύ μικροσκοπικό κομμάτι μάζας, αρκετά μικρότερο ακόμα και από την μάζα την ηλεκτρονίων. Επίσης είναι όλα αριστερόστροφα, που σημαίνει πως τα εσωτερικά τους σπιν δείχνουν προς μία μόνο κατεύθυνση. Αυτό συμβαίνει σε αντίθεση με όλα τα άλλα σωματίδια που μπορούν τα σπιν τους πηγαίνουν προς τις δύο κατευθύνσεις.
Αυτό κάνει τους επιστήμονες να πιστεύουν πως ίσως υπάρχουν και άλλοι τύποι νετρνίων, που δεν έχουμε καταφέρει να ανιχνεύσουμε ακόμα, όπως κάποια νετρίνα που τα σπιν τους είναι δεξιόστροφα. . Αυτό συμβαίνει επειδή οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των αριστερόστροφων και δεξιόστροφων νετρίνων θα μπορούσαν να προκαλέσουν μάζα.
Στην τελευταία δημοσίευση, οι επιστήμονες προτείνουν ένα μοντέλο στο οποίο υπάρχουν δύο κατηγορίες νετρίνων που είναι δεξιόστροφα και που παρουσιάζουν πολύ μεγάλες μάζες. Σύμφωνα με το μοντέλο τους, στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος, τα αριστερόστροφα και τα δεξιόστροφα νετρίνα βρίσκονταν σε τέλεια ισορροπία. Όμως, καθώς το Σύμπαν διαστέλλεται και ψύχεται η ισορροπία διαταράχθηκε, κάτι που οδήγησε στην διάσπαση των συμμετριών, δίνοντας μάζα στα αριστερόστροφα νετρίνα και εξαφάνισε τα δεξιόστροφα νετρίνα.
Βέβαια, όπως προβλέπει και το μοντέλο, μια τέτοια κατακλυσμική μετατόπιση, πρέπει να έχει και άλλες συνέπειες. Αρχικά, επειδή τα νετρίνα αλληλοεπιδρούν με άλλα σωματίδια, η διασπασμένη συμμετρία τους είχε σαν αποτέλεσμα μια αλυσιδωτή αντίδραση που ανέτρεψε την ισορροπία μεταξύ ύλης και αντιύλης. Παράλληλά, τα δεξιόστροφα σωματίδια αναμείχθηκαν μεταξύ τους και δημιούργησαν ένα νέο σωματίδιο, το Majorana. Πρόκειται για ένα υποθετικό σωματίδιο που ταυτόχρονα αποτελεί και το δικό του αντισωματίδιο. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων πίσω από την έρευνα, αυτό το σωματίδιο θα υπήρχε σε αυθονία στο πρώιμο Σύμπαν.
Το Majoran θα επιβίωνε τότε ως λείψανο εκείνων των αρχαίων χρόνων, αποτελώντας το μεγαλύτερο μέρος της μάζας κάθε γαλαξία, αλλά παραμένοντας αόρατο και άπιαστο. Με άλλα λόγια, θα ήταν υποψήφιος για τη σκοτεινή ύλη, τη μυστηριώδη κρυμμένη ουσία που γεμίζει τον κόσμο.
Η πρόταση των επιστημόνων πίσω από την έρευνα είναι πολύ τομληρή μεν, ολοκληρωμένη δε. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ένας μόνο μηχανισμός θα μπορούσε να εξηγήσει τις περίεργες ιδιότητες των νετρίνων, τη βαρυογένεση που οδήγησε στην κυριαρχία της ύλης στο σύμπαν και την εμφάνιση της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης.
Όμως, μέχρι σήμερα δεν έχουμε καμία πειραματική απόδειξη για την ύπαρξη δεξιόστροφων νετρίνων, πόσο μάλλον για κάτι πιο εξωτικό, όπως το Majoran. Οι ερευνητές πιστεύουν όμως πως αν υπάρχει το Majoran, θα μπορούσε να βρίσκεται εντός του εύρους ανιχνευσιμότητας πολλών πειραμάτων για νετρίνα, όπως το όπως το Super-Kamiokande και το Borexino, δύο υπόγειοι ανιχνευτές νετρίνων με έδρα την Ιαπωνία και την Ιταλία, αντίστοιχα.
Η απόφαση της Δικαιοσύνης για τη χρήση του youtube-dl για κατέβασμα βίντεο από το Youtube
Δυστυχώς, μόνο ο χρόνος θα δείξει αν αυτά τα πειράματα θα καταφέρουν να βρουν ένα νέο σήμα που να ευθυγραμμίζεται με αυτή την υπόθεση. Αν συμβεί αυτό, ίσως μπούμε επιτέλους σε μια τροχιά για την επίλυση σημαντικών κοσμολογικών μυστηρίων.
Εδώ να πουμε πως η ανίχνευση των νετρίνων δεν είναι ιδιαίτερα εύκολη διαδικασία. Πρόκειται για τρομερά μικρά σωματίδια, που μπορούμε δύσκολα να πιάσουμε. Αυτή τη στιγμή περνάνε μέσα από το σώμα σας περίπου 100 τρισεκατομμύρια νετρίνα το δευτερόλεπτο και πρόκειται για σωματίδια που έχουν κατακλύσει το σύμπαν. Αυτά τα σωματίδια είναι τρομερά δύσκολο να δούμε, αλλά και να ανιχνεύσουμε. Μάλιστα, τα νετρίνα ταξιδεύουν με τουλάχιστον το 99.99999999995% της ταχύτητας του φωτός, κάτι που κάνει την ανίχνευσή τους και την παρατηρητήρησή τους ακόμα πιο δύσκολη.
Μάλιστα, πρωτοπόρος στους μηχανισμού ανίχνευσης νετρίνων ήταν ο Γεώργιος Γραμματικάκης, που συμμετείχε από την πρώτη στιγμή στο πείραμα Nestor, στα ανοιχτά της Πύλου για την ανίχνευση νετρίνων. Ο Γραμματικάκης είναι ένας από τους προσωπικούς μου “ήρωες” καθώς το βιβλίο του “Η κόμη της Βερενίκης” ήταν αυτό που με έκανε να αγαπήσω την φυσική και τις θετικές επιστήμες, όταν ήμουν ακόμα μαθητής λυκείου και αν και δεν είναι πλέον στην ζωή, τον ευχαριστώ που μου έδειξε τον μαγικό κόσμο της επιστήμης, μέσα από το βιβλίο του.
Δυστυχώς το ελληνικό κράτος σταμάτησε την χρηματοδότηση στο πείραμα Nestor και έχει παγώσει εδώ και χρόνια. Το πείραμα πλέον έχει αναλάβνει ένα ευρωπαϊκό πρόγραμμα υποθαλάσσιων ερευνών, το KM3NeT, που πιθανότατα θα αλλάξει την τοποθεσία του από τα ανοιχτά της Πύλου που ήταν για δεκαετίες.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο ArXiv.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
