Neutriinode tavatu käitumine võib aidata lahendada aine-antiaine-paradoksi
Eksperimendi T2K (ingl Tokai to Kamioka) raames täheldatud anomaalia ei eristu veel nii selgelt, et selle olemasolus saaks täiesti kindel olla, kuid nagu väitis katse tulemusi hiljuti Londonis 27. rahvusvahelisel neutriino- ja astrofüüsika konverentsil esitlenud Toronto ülikooli professor ja T2K töörühma liige Hirohisa Tanaka, osutavad nii selle kui ka kahe suhteliselt sarnase katse tulemused samasse suunda.
Samas Jaapani allmaa-observatooriumis, kus 18 aastat tagasi täheldati neutriinosid esmakordselt ühest „lõhnast“ (ingl flavor) teise võnkumas — murranguline avastus, mille eest pälvisid kaks füüsikut 2015. aastal Nobeli preemia —, on endast märku andma hakanud selline tilluke anomaalia neutriinode võnkumistes, mis võib teadlased juhtida vastuse juurde ühele kõige olulisematest küsimustest nüüdisfüüsikas: miks on universumis ainet rohkem kui antiainet? Vahendab Wired.
Mõistatus, miks meie ja kõik meie ümber on tehtud ainest, on püsinud pikka aega. Veelgi tähtsam on küsimus, miks üldse miski olemas on, koosnegu see ainest või antiainest. Osakestefüüsika tunnustatud reeglid, mida nimetatakse ka standardmudeliks, käsitlevad ainet ja antiainet peaaegu ühetaolistena; ainuke teadaolev erisus nende vahel puudutab nn laengu paarsuse (ingl CP, charge parity) sümmeetriat. Selle printsiibi järgi peaks iga osakese lagunemise kohta, mis tekitab näiteks negatiivse laenguga elektroni, samaaegselt aset leidma „peegel-lagunemine“, mis annab tulemuseks positiivse laenguga antielektroni.
On ilmne, et taoline vastus ei lahenda paradoksi. Kui Suures Paugus tekkis võrdses koguses ainet ja antiainet, oleks pärast seda lühikest aega pidanud eksisteerima võrdses koguses mõlemat. Kuna aine ja antiaine kokku puutudes teineteise hävitavad, oleks selline olukord pidanud kaasa tooma mõlema ainetüübi täieliku hävimise ja täiesti tühja kosmose tekkimise.
Kuidagi pidi aga ainet tekkima antiainest märkimisväärselt rohkem, nii et aine ülejääk jäi hävitamata ja on nüüdseks valdav kogu universumis. Küsimus, mille kallal füüsikud siiamaani pead vaevavad, on, milline standardmudeli-väline laengu paarsust rikkuv protsess võis soodustada aine ülekaalu antiaine suhtes.
Paljude teadlaste arvates võiksid vastuse anda neutriinod — peaaegu tabamatud, ehkki kõikjaldased osakesed, mida kihutab läbi meie kehade triljoneid sekundis.
Alates 2010. aastast ongi uurijad paarsuse-paradoksile vastuse leidmiseks eksperimendi T2K raames tekitanud Jaapanis Tokais neutriinode või antineutriinode kiiri ja sihtinud neid neutriino-observatooriumisse Super-Kamiokande, mis kujutab endast 50 000 tonni täiesti puhast vett sisaldavat anduritega täidetud paaki Tokaist peaaegu 300 kilomeetri kaugusel Kamiokas.
Üksikutel puhkudel õnnestus observatooriumis täheldada sähvatusi, mida tekitasid veemahutis vee aatomitega suhestuvad „kummitusosakesed“ neutriinod. Neutriinode ja antineutriinode käitumise erinevuste analüüsimine võikski anda tulemuseks vihje selle kohta, miks ainet on antiainest rohkem, mis omakorda võiks sillutada teed standardmudeli-ülese, senistest täiuslikuma loodusõpetuse-teooria väljatöötamisele.
