» » Yapon olimlari materiya va antimateriya asimmetriyasining sabablaridan birini topdi

Yapon olimlari materiya va antimateriya asimmetriyasining sabablaridan birini topdi


Biz koinotda korib turgan hamma narsa materiyadan iborat. Fiziklar uchun bu anchayin muammo sanaladi. Chunki fizika nuqtayi nazarida materiya va antimateriya ozaro ekvivalent bolishi kerak deb hisoblanadi. Yapon olimlarining bu boradagi izlanishlari haqida Daryo kolumnisti Muzaffar Qosimov malumot beradi.

Tabiatdagi mavjud materiya miqdoriga muqobil miqdorda antimateriya ham bolishi darkor. Xususan, zamonaviy fizikaning markaziy nazariyalaridan bolmish Standart modeli shuni taqozo qiladi. Aniqrogi, biz materiya va antimateriyaning ozaro toqnashishi va annigilyatsiyasidan qolgan fotonlarnigina kuzatishimiz kerak edi. Yanada aniqrogi esa biz buni ham kora olmasligimiz kerak edi, chunki bizning tanamiz ham materiyadan iborat va unga muqobil antimateriya bilan bu materiya allaqachon bir-birini neytrallab qoyishi kerak edi.

Lekin tabiatda bunday emas va biz har yon har tarafda materiyaning tiqilib yotganini korib turibmiz. Ozimiz ham gij-gij materiyadan tashkil topgan tana ichida yashaymiz. Antimateriya juda oz miqdorda. Chunki koinot yaratilgan osha ilk hodisa Ulkan portlashdan keyin tabiatda materiyaning miqdori antimateriyaning miqdoridan koproq bolib qolgan va undan yulduzlar, galaktikalar, sayyoralar va siz bilan bizning tanamizni tashkil qiluvchi moddalar shakllangan. Demak, materiya va antimateriya ozaro ekvivalent ham emas. Boshqacha aytganda, materiya va antimateriya ozaro asimmetrikdir!

Olimlar subatom zarrachalar miqyosida simmetriyaning buzilishiga oid bitta misolni aniqladi. Lekin buning ozi bilan tabiatda nega materiya antimateriyadan koproq ekanini izohlab bolmaydi. Boshqa turdagi asimmetriyalar haqida ham muayyan gipotezalar ilgari surildi. Shunday gipotezalardan biri yaqinda yapon olimlarning izlanishlari tufayli isbotlangandek korinmoqda.

Albatta, elon qilingan ushbu tadqiqot natijasining aniqlik darajasi hali uni kashfiyot sifatida tolaqonli etirof etishga yol bermayapti. Lekin qorqmasdan aytish joizki, mazkur tadqiqot ancha yillardan beri joyidan qozgalmay turgan mazkur sohadagi izlanishlarning keyingi rivoji uchun mustahkam asos barpo qilib beradi. Xullas, muz joyidan kochdi. Keling, uning mohiyati bilan tanishamiz.

Subatom zarrachalar asimmetriyasi

Materiyaning koproq ekani, fundamental zarrachalar miqyosidayoq namoyon bolishi kutilgan va tabiiy narsa (chunki hamma materiya ham, avvalo, shu subatom zarrachalardan tuzilgan boladi). Hozircha bunday farq neytronlar, protonlar va boshqa zarralarni tashkil qiluvchi zarrachalar kvarklar turkumida aniqlandi. Subatom kvark zarrachalari miqyosidagi materiya va antimateriyaning bu taxlit farqi 1964-yilda kvarklar va antikvarklarning kuchsiz ozaro tasirlaridan aniqlandi.

Lekin, materiya va antimateriyaning ozaro nomuvofiqligini izohlash uchun buning ozi kamlik qilgan.

Albatta, boshqa tafovutlar borasida ham gipotezalar mavjud. Masalan, leptonlar deb yuritiladigan zarrachalar turkumi uchun ham tegishli gipoteza ishlab chiqilgan. Leptonlar bu neytrino, myuonlar, elektronlar va shunga oxshashlardir. Va leptonlar va antileptonlar ortasida asimmetriya mavjud bolsa, unda vaqt otishi bilan buning natijasida nafaqat leptonlarning antileptonlarga nisbatan koproq bolib qolishiga, balki atom massasining katta qismini tashkil qiluvchi zarrachalar turkumi barionlarning ham koproq bolishiga olib kelishi kerak.

Xosh, bu farqni qanday qilib payqash mumkin? Olimlar zarrachalar ustidan juda uzoq kuzatuv olib bordi. Xususan, ular neytrinoni koproq kuzatdi. Yaponiyaning T2K Collaboration nomli yirik ilmiy loyihasi aynan shu masala bilan shugullanadi. Bu chuqur yerostiga joylashtirilgan galati tajriba maydonchasi bolib, u tutqich bermas zarracha neytrinoni poylash uchun barpo qilingan.

Hamma gap neytrinoda!

Neytrino oziga xos jihatlari bilan mashhur bolgan subatom zarrachasidir. Bu oziga xosliklardan eng asosiysi shuki, uning muayyan aniq bir holati mavjud emas. U uch xil holatlar orasidagi superpozitsiya holatida boladi. Biz neytrinoga tegishli olchov olib borganimizda, u yoki elektron-neytrino yoki myuon-neytrino yo tau-neytrino holatida boladi. Afsuski, yaponlarning osha mazkur detektori tau-neytrino holatini baribir tuta olmaydi.

Siz myuon-neytrino guruhchasidan birortasini aniqlasangiz, katta ehtimollik bilan keyingi safar bir necha elektron-neytrinoga duch kelasiz.

Bularning ozaro ozgaruvchanligi bilan materiya-antimateriya asimmetriyasining nima aloqasi bor?

Gipotetik jihatdan neytrinoning ozgaruvchanligi antineytrinoning ozgaruvchanligidan farq qilishi kerak. Va ushbu farqni sezish uchun esa bu kabi zarrachalar ustidan yuz va balki minglab marta kuzatuv otkazish kerak.

Yerosti tajribaxonasi nimaga kerak?

T2K loyihasi ustida ishlayotgan olimlar mana bir necha yildirki, protonlarni toqnashtirish orqali beqaror zarrachalar oqimini hosil qilishbilan tajribalar yuritmoqda. Zarralar toqnashgach, bir necha myuon-neytrino hosil qiladi va ular osha yonalishda uchishda davom etadi. Natijada, neytrinodan iborat oqim yuzaga keladi. Olimlar esa yoki myuon-antineytrinodan nur oqimi yoki myuon-neytrinodan iborat nur oqimini hosil qilish orqali zarrachalarning zaryadini boshqarib turishlari mumkin boladi.

Keyin ushbu nurlar 300 km masofada joylashgan suv rezervuariga tomon yonaladi. Bu orinda hech qanday tunnelga zarurat bolmaydi, chunki neytrino deyarli hech qachon materiya bilan ozaro tasirlashmaydi. Ushbu uchish masofasi davomida esa osha myuon-neytrinolardan ayrimlari elektron-neytrinoga aylanishi mumkin (yoki myuon-antineytrinolardan ayrimlari elektron-antineytrinoga aylanadi).

Suvli rezervuar tajribaxonasi Super Kamiokande deb nomlanadi va unda sof molekulyar suv saqlanadi. Uning devorlari fotodetektorlar bilan qoplangan. Unga yetib kelgan neytrino suv molekulasi yadrosidagi zarrachalar bilan tasirlashganda (bu juda kamdan-kam sodir boladi) undan elektron va myuonlar uchib chiqib ketadi. Detektorlar esa ushbu uchib chiqib ketishdan hosil bolgan yoruglikni payqaydi va qayd qiladi, shuningdek, uning turini aniqlaydi (tau turini aniqlay olmasligini yuqorida aytdik).

Ishonasizmi, T2K loyihasida, yerosti tajribaxonasida yapon fiziklari 2009-yildan buyon shunday eksperimentlarni olib bormoqda. Ular yaqinda elon qilgan tahlillar esa 20092018-yillarda olingan juda kop sonli tajriba natijalariga tayanadi. Ular boshlangich nur oqimi va unga mos keluvchi detektor qaydlarini taqqoslash orqali neytrino va antineytrinoning ozaro balansi qonuniyatlarini aniqlashga uringan.

Tajriba natijalariga kora, neytrino va antineytrino miqdorida ham muayyan qonuniyatga tayanadigan farq kuzatilmoqda, deb xulosa qildi yaponlar. Biroq bu xulosaning ishonchliligi 95 foiz deb aytilgani uchun uni hozircha ilmiy natija sifatida mukammal isbot deb qabul qilishga ham shoshmaslik kerak. U keyingi ilmiy ishlar uchun asos bolib xizmat qiladi va tajribalar yana davom ettiriladi.

Xususan, endi nazariyotchi fiziklar ushbu malumotlarni past energetik neytrino uchun tatbiq qilgan holda yuqori energetik neytrino uchun ham korib chiqishlari mumkin boladi va ushbu zarrachalarning boshqa zarrachalarga qanday tasir qilish mexanizmlari mavjudligini modellashtiradi.



Manba: Daryo.uz
: admin (20-04-2020, 22:26)
0 (: 0)
. !

!


vote-icon
?

?
( 37) ( 0) ( 35) ( 2)
:
-
:
20 ... -