Τα αποτελέσματα ενός πειράματος Φυσικής υψηλού στόχου στο Fermilab, από ένα καθηγητή του Μίσιγκαν, δείχνουν να επιβεβαιώνουν τα πριν 20 χρόνια ευρήματα, που εντοπίζουν ορισμένα κενά στο Καθιερωμένο Μοντέλο. Έτσι, προτείνουν την ύπαρξη ενός νέου στοιχειώδους σωματιδίου: ενός νετρίνου με μια τέταρτη γεύση.
Τα νέα αποτελέσματα προχωρούν περαιτέρω στην περιγραφή της παραβίασης μιας θεμελιώδους συμμετρίας του σύμπαντος, που υποστηρίζει ότι σωματίδια της αντιύλης συμπεριφέρονται ακριβώς όπως και τα αντίστοιχα σωματίδια της ύλης.
Τα νετρίνο είναι ουδέτερα στοιχειώδη σωματίδια που γεννιούνται κατά τη ραδιενεργό αποσύνθεση άλλων σωματιδίων. Οι γνωστές “γεύσεις” των νετρίνο είναι τα ουδέτερα αντίστοιχα των ηλεκτρονίων και των βαρύτερων λεπτονίων, μιονίων και του σωματιδίου ταυ. Ανεξάρτητα από την αρχική γεύση ενός νετρίνο τα σωματίδια αυτά συνεχώς μεταπίπτουν από τη μία γεύση στην άλλη, ένα φαινόμενο που ονομάζεται “ταλάντωση γεύσης των νετρίνων”.
Ένα νετρίνο ηλεκτρονίου μπορεί να γίνει νετρίνο μιονίου και έπειτα να γίνει εκ νέου νετρίνο ηλεκτρονίου. Οι επιστήμονες πίστευαν αρχικά ότι υπάρχουν τρεις γεύσεις νετρίνο. Κατά τη διάρκεια του πειράματος Mini Booster Netrino Experiment (MiniBooNE), οι ερευνητές ανακάλυψαν περισσότερες ταλαντώσεις από όσες είναι δυνατόν μα γίνονται αν υπάρχουν μόνο τρεις γεύσεις νετρίνο.
Σύμφωνα με τον Byron Roe, υπεύθυνο της έρευνας, αυτά τα αποτελέσματα οδηγούν στο συμπέρασμα της ύπαρξης είτε νέων σωματιδίων είτε νέων δυνάμεων.
“Η απλούστερη εξήγηση θα ήταν είτε η προσθήκη νέων τύπων νετρίνο είτε των λεγόμενων στείρων νετρίνων, τα οποία δεν συμμετέχουν στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις”, δήλωσε.
Οι τρεις γνωστοί τύποι νετρίνο αλληλεπιδρούν με την ύλη κυρίως μέσω της ασθενούς πυρηνικής δύναμης, η οποία καθιστά δύσκολη την ανίχνευσή τους. Έχει γίνει μια υπόθεση ότι αυτή η τέταρτη γεύση νετρίνο, δεν αλληλεπιδρά μέσω της ασθενούς δύναμης και έτσι γίνεται ακόμα δυσκολότερο να ανιχνευθεί.
Η ύπαρξη των στείρων νετρίνο από την άλλη μεριά, θα μπορούσε να βοηθήσει στην σύνθεση του σύμπαντος, λέει ο William Louis, ένας επιστήμονας του εργαστηρίου Los Alamos, που ήταν μέλος της ερευνητικής ομάδας.
“Οι φυσικοί και οι αστρονόμοι ψάχνουν για στείρα νετρίνα επειδή αυτά θα μπορούσαν να εξηγήσουν μέρος ή ακόμα και όλη την σκοτεινή ύλη του Σύμπαντος, καθώς επίσης και να ερμηνεύσει γιατί το Σύμπαν αποτελείται κυρίως από ύλη και όχι από αντιύλη.
Το πείραμα MiniBooNE πραγματοποιήθηκε στο Fermilab με τη συνεργασία 60 ερευνητών από διάφορα ιδρύματα για να ελέγξει τα αποτελέσματα του πειράματος Liquid Scintillator Neutrino Detector (LNSD), το οποίο άρχισε στο Los Alamos το 1990 και το οποίο ήταν το πρώτο πείραμα που ανίχνευσε περισσότερες ταλαντώσεις από το κανονικό.
Τα πρώτα αποτελέσματα του MiniBooNE πριν από μερικά χρόνια, βασισμένα σε δεδομένα από μια ακτίνα νετρίνων, δεν υποστήριξαν τα αποτελέσματα του LSND. Το πείραμα LSND έγινε με μία ακτίνα αντινετρίνων, που ήταν το επόμενο βήμα για το MiniBooNE.
Αυτά τα νέα αποτελέσματα με βάση τα πρώτα τρία χρόνια εργασιών από μία δέσμη αντινετρίνων, μας λένε μια διαφορετική ιστορία από ό,τι τα προηγούμενα αποτελέσματα. Τα τελευταία δεδομένα της δέσμης των αντινετρίνων του MiniBooNE υποστηρίζουν πια τα ευρήματα του LSND. Και το γεγονός ότι τα πειράματα του MiniBooNE παρήγαγαν διαφορετικά αποτελέσματα για τα αντινετρίνα απ’ ότι για τα νετρίνα έχουν καταπλήξει τους ειδικούς φυσικούς.
"Το αποτέλεσμα αυτό σημαίνει ότι θα ήταν απαραίτητο ακόμα πιο σοβαρές προσθήκες στο Καθιερωμένο Μοντέλο από ό, τι είχε θεωρηθεί από το πρώτο αποτέλεσμα στο LSND."
Τα αποτελέσματα δείχνουν παραβίαση της συμμετρίας φορτίου – ισοτιμίας του Σύμπαντος, που εξασφαλίζει ότι οι νόμοι της Φυσικής ισχύουν εξίσου για τα σωματίδια της ύλης όσο και για τα αντισωματίδιά τους. Οι παραβιάσεις αυτής της συμμετρίας έχουν παρατηρηθεί σε μερικές σπάνιες διασπάσεις, όχι όμως στα νετρίνα, δήλωσε ο Roe.
Ενώ όμως τα αποτελέσματα είναι στατιστικά σημαντικά και δεν στηρίζουν τα ευρήματα του LNSD, οι ερευνητές εφιστούν την προσοχή στο ότι απαιτούνται αποτελέσματα για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα ή πρόσθετα πειράματα προτού οι επιστήμονες εγκαταλείψουν τα αποτελέσματα του Καθιερωμένου Μοντέλου.
Πηγή: PhysOrg
Leave a Comment