Kas teadsite, et kõige kallim aine maailmas on antimaterjal? NASA ametlike andmete kohaselt on selle haruldase aine ühe milligrammi positronite väärtus umbes 25 miljonit dollarit! Samal ajal on vaevalt võimalik laboritingimustes antiainet saada, kuna kõik varasemad katsed luua ainulaadne energiaallikas on ebaõnnestunud. Miks? Näib, et vastus sellele küsimusele võib peituda väga levinud ja samal ajal müstiliste osakeste - neutrinode - sees.
Mis on antimaterjal?
Füüsikas on antimaterjal lihtsalt mateeria vastand. Asi on selles, et antimaterjalide osakeste mass on alati sama kui nende kolleegidega, omades samal ajal mõnevõrra erinevaid “ümberpööratud” omadusi. Niisiis, mateeria prootonitel on positiivne laeng ja antiprotoonidel on negatiivne laeng. Antimaterjali saab teoreetiliselt luua laboris suure energiaga osakeste kokkupõrkel, kuid need sündmused loovad peaaegu alati võrdsed osad nii antimaterjalist kui ka ainest ning kui kaks vastandlikku osakest üksteisega kokku puutuvad, hävitatakse mõlemad puhta energia võimsas laines.
Füüsikud mõistatavad seda, et peaaegu kõik universumis, kaasa arvatud inimesed, on tehtud ainest, mitte aga aine ja antimaterjali võrdsetest osadest. Otsides ideid, mis seletaksid seda, mis takistab meie universumit antimaterjalist eraldiseisvate galaktikate loomisel, leidsid teadlased tõendeid, et vastus võib peituda väga levinud, kuid halvasti mõistetavates osaketes, mida inimkond tunneb neutriinodena.
Kas neutriinod võivad antimaterjalis suhelda?
Antimaterjali olemust puudutavatele küsimustele vastamiseks avaldas Christopher Moheri juhitud teadlaste meeskond hiljuti neutriinode omaduste uurimiseks mõeldud esimese eksperimentide komplekti tulemused. Nii saab teadlaste plaanide kohaselt juba lähitulevikus inimene läbi viia spetsiaalse süvamere neutriinoeksperimendi (DUNE), milleks on eksperimentaalse seadistuse loomine neutriino teaduse ja osakeste füüsika uurimiseks.
Reklaamvideo:
Neutrinode ja antimaterjali koostoime olemuse mõistmiseks plaanivad teadlased luua ainulaadse maa-aluse instrumendi nimega DUNE.
Antimaterjali olemust puudutavatele küsimustele vastamiseks avaldas Christopher Moheri juhitud teadlaste meeskond hiljuti neutriinode omaduste uurimiseks mõeldud esimese eksperimentide komplekti tulemused. Nii saab teadlaste plaanide kohaselt juba lähitulevikus inimene läbi viia spetsiaalse süvamere neutriinoeksperimendi (DUNE), milleks on eksperimentaalse seadistuse loomine neutriino teaduse ja osakeste füüsika uurimiseks.
Praegu viivad tuntud osakeste põrkeseadmed, näiteks CERNis asuv suur hadronite põrkaja, kvarke katsetama - osakestega, mis “konstrueerivad” aatomituuma prootoneid ja neutroneid. Nende katsete kaudu on leitud tõendeid selle kohta, et mateeria ja antimaterjal on tõepoolest sümmeetrilised. Samal ajal viitavad katsed leptoonidega - kergetega, mis nõrgalt interakteeruvad aineosakestega, vihjega, et need osakesed võiksid põhjalikumalt selgitada tavalise aine ja antimaterjali universaalset asümmeetriat.
Neutriinode uurimise probleem on see, et need pisikesed osakesed interakteeruvad teiste osakestega harva. Nende haruldaste koostoimete leidmine tähendab, et teadlased peavad pika aja jooksul uurima suurt hulka neutriine. Lisaks võib kosmosekiirguse interaktsioonidest tulenev koonu pidev voog atmosfääri ülemises osas muuta juba harva esinevate koostoimete tuvastamise keeruliseks.
Teadlaste arvates on sellise neutriinoosakeste uurimist ähvardava probleemi lahendamiseks vaja laskuda Maale umbes poolteist kilomeetrit, ehitada mitu 10tonnist detektorit ja täita need seestpoolt vedela argooniga. Vahetult pärast seda tehakse teadlastele ettepanek käivitada installatsiooni suunas neutriino kiir, mis tuleb eelnevalt teha lähedalasuvas osakestekiirendis. Programmi DUNE autorite sõnul asub see installatsioon 2022. aastaks Chicago lähedal Sanfordi maa-aluses uurimiskeskuses ja võib-olla saab sellest abi neutriinode ja antimaterjali koostoime omaduste uurimisel.
Hoolimata asjaolust, et neutriinoosakeste uurimine võib võtta rohkem kui tosin aastat, usuvad autorid, et projekt DUNE ei pruugi mitte ainult vastata paljudele näiliselt lahendamatutele astrofüüsika, matemaatika ja osakeste füüsika valdkonna küsimustele, vaid see võib sisaldada isegi võtit mõistmiseks kuidas ja miks sina ja mina suutsime meie universumis esineda. Kuid see on juba põnev.
Daria Eletskaya
