In the very early visums, soon after the Big Bang, the ‘jautājums’ and the ‘antimatter’ both existed in equal amount. However, for the reasons unknown so far, the ‘jautājums‘ dominates the present visums. The T2K researchers have recently shown occurrence of a possible Charge-Parity violation in neutrino and the corresponding anti-neutrino oscillations. This is a step forward in understanding why jautājums dominē pār visums.
Lielais sprādziens (kas notika pirms aptuveni 13.8 miljardiem gadu) un citas saistītas fizikas teorijas liecina, ka agrīnā visums bija starojums "dominējošais" un "jautājums"un"antimatērijas' pastāvēja vienādā daudzumā.
Bet visums that we know today is ‘matter’ dominant. Why? This is one of the most intriguing mysteries of visums. (1).
Jūsu darbs IR Klientu apkalpošana visums ko mēs zinām šodien, sākās ar vienādu daudzumu “matērijas” un “antimatērijas”, abas tika izveidotas pa pāriem, kā to prasa dabas likums, un pēc tam tika atkārtoti iznīcinātas, radot starojumu, kas pazīstams kā “kosmiskais fona starojums”. Apmēram 100 mikrosekunžu laikā pēc Lielā sprādziena matērija (daļiņas) kaut kādā veidā sāka pārspēt antidaļiņu skaitu, teiksim, par vienu no katriem miljardiem, un dažu sekunžu laikā visa antiviela tika iznīcināta, atstājot tikai matēriju.
Kāds ir process vai mehānisms, kas radītu šāda veida atšķirību vai asimetriju starp matēriju un antimateriālu?
In 1967, the Russian theoretical physicist Andrei Sakharov postulated three conditions necessary for an imbalance (or production of matter and antimatter at different rates) to occur in the visums. First Sakharov condition is the baryon number (a quantum number that remains conserved in an interaction) violation. It means that protons decayed extremely slowly into lighter subatomic particles like a neutral pion and a positron. Similarly, an antiproton decayed into a pion and an electron. Second condition is the violation of charge conjugation symmetry, C, and charge conjugation-parity symmetry, CP also called Charge-Parity violation. Third condition is that the process that generates baryon-asymmetry must not be in thermal equilibrium due to rapid expansion decreasing the occurrence of pair-annihilation.
Tas ir otrais Saharova CP pārkāpuma kritērijs, kas ir sava veida asimetrijas piemērs starp daļiņām un to antidaļiņām, kas raksturo to sadalīšanās veidu. Salīdzinot daļiņu un antidaļiņu uzvedību, ti, veidu, kā tās pārvietojas, mijiedarbojas un sadalās, zinātnieki var atrast pierādījumus par šo asimetriju. CP pārkāpums liecina, ka daži nezināmi fiziski procesi ir atbildīgi par atšķirīgu vielas un antimatērijas veidošanos.
Ir zināms, ka elektromagnētiskā un “spēcīgā mijiedarbība” ir simetriska zem C un P, un līdz ar to tās ir simetriskas arī zem produkta CP (3). "Tomēr tas ne vienmēr attiecas uz "vāju mijiedarbību", kas pārkāpj gan C, gan P simetriju." saka prof. BA Robsons. Viņš arī saka, ka "CP pārkāpums vājās mijiedarbībās nozīmē, ka šādi fiziski procesi var izraisīt netiešu barionu skaita pārkāpumu, lai priekšroka tiktu dota matērijas radīšanai, nevis antimatērijas radīšanai". Nekvarku daļiņas neuzrāda nekādus CP pārkāpumus, savukārt CP pārkāpumi kvarkos ir pārāk mazi un nenozīmīgi, lai tiem būtu atšķirības matērijas un antimatērijas veidošanā. Tātad, CP pārkāpums leptonos (neitrīno) become important and if it is proved then it would answer why the visums is matter dominant.
Lai gan CP simetrijas pārkāpums vēl ir galīgi jāpierāda (1), taču nesen T2K komandas ziņotie atklājumi liecina, ka zinātnieki ir patiešām tuvu tam. Pirmo reizi ir pierādīts, ka pārejai no daļiņas uz elektronu un neitrīno tiek dota priekšroka, nevis pāreja no antidaļiņas uz elektronu un neitrīno, izmantojot ļoti sarežģītus eksperimentus T2K (Tokai uz Kamioka) (2). T2K attiecas uz pāris laboratorijām, Japānas protonu paātrinātāja pētniecības kompleksu (J-Parc) Tokai un Super-Kamiokande pazemes neitrīno observatorija Kamioka, Japāna, atdala aptuveni 300 km. Protonu paātrinātājs Tokai ģenerēja daļiņas un antidaļiņas no augstas enerģijas sadursmēm, un Kamiokas detektori novēroja neitrīnos un to antimateriālus, antineutrīnus, veicot ļoti precīzus mērījumus.
After the analysis of several years of data at T2K, scientists were able to measure the parameter called delta-CP, which governs the CP symmetry breaking in neutrino oscillation and found the mismatch or a preference for enhancement of the neutrino rate which can eventually lead to the confirmation of CP violation in the way neutrinos and antineutrinos oscillated. The results found by the T2K team are significant at statistical significance of 3-sigma or 99.7% confidence level. It’s a milestone achievement as confirmation of CP violation involving neutrinos is linked with the dominance of matter in the visums. Further experiments with larger database will test whether this leptonic CP symmetry violation is larger than CP violation in quarks. If it is so then we will finally have the answer to the question Why the visums is matter dominant.
Though the T2K experiment does not clearly establish that CP symmetry violation has occurred but it is a milestone in the sense that it conclusively shows a strong preference for enhanced electron neutron rate and takes us closer to prove the occurrence of CP symmetry violation and eventually to the answer ‘why the visums is matter dominant’.
***
Norādes:
1. Tokijas universitāte, 2020. gads. ''T2K rezultāti ierobežo Neutrino CP fāzes iespējamās vērtības —…..'' Paziņojums presei, publicēts 16. gada 2020. aprīlī. Pieejams tiešsaistē: http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/8799/ Skatīts 17. gada 2020. aprīlī.
2. The T2K Collaboration, 2020. Ierobežojums matērijas un antimatērijas simetriju pārkāpjošajai fāzei neitrīno svārstībās. Daba 580. sējums, 339.–344. lpp.(2020). Publicēts: 15. gada 2020. aprīlī. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2177-0
3. Robson, BA, 2018. Matter-Antimatter asimetrijas problēma. Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology, 4, 166-178. https://doi.org/10.4236/jhepgc.2018.41015
***
