f116

Το αίνιγμα του ελλείμματος ηλιακών νετρίνων.

...Στην κλασική Γενική Σχετικότητα υπονοείται ότι το σύμπαν αποτελείται από ένα μόνο φύλλο. Τίποτα δεν δείχνει, ισχυρίζονται κάποιοι, ότι είναι απαραίτητο να εξεταστεί μια διαφορετική διαμόρφωση.

Ίσως.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης που λαμβάνουν χώρα στον πυρήνα του Ήλιου παράγουν ενέργεια υπό τη μορφή:

• Φωτονίων

• Νετρίνων.

...Τα νετρίνα αλληλεπιδρούν ελάχιστο με την ύλη, οπότε εγκαταλείπουν τον Ήλιο χωρίς δυσκολία. Η ενέργεια υπό τη μορφή φωτονίων μεταφέρεται με δυσκολία προς την επιφάνεια του Ήλιου, τη χρωμόσφαιρα, με ρυθμό διαδοχικών απορροφήσεων και επαναεκπομπών, και χάρη στη σύvection που κυριαρχεί στο άστρο. Όταν αυτή η ενέργεια φτάνει στη χρωμόσφαιρα, εκπέμπεται υπό τη μορφή φωτονίων.

...Στη Γη συλλαμβάνουμε λοιπόν, αφαιρώντας αυτή την καθυστέρηση, φωτόνια και νετρίνα. Μέχρι μια αρκετά πρόσφατη ημερομηνία δεν γνωρίζαμε πώς να μετρήσουμε αυτή τη ροή νετρίνων, παρόλο που κάθε κυβικό εκατοστό του σώματός μας διαπερνάται κάθε δευτερόλεπτο, εκτός αν κάνω λάθος, από δέκα δισεκατομμύρια νετρίνα.

...Η μέτρηση αυτής της ροής αποκάλυψε ένα ανησυχητικό γεγονός. Συλλαμβάνουμε μόνο περίπου το μισό των αναμενόμενων νετρίνων. Αυτό είναι το έλλειμμα ηλιακών νετρίνων, το έλλειμμα σε ηλιακά νετρίνα. Θα πρέπει οπωσδήποτε να βρεθεί κάποια μέρα μια εξήγηση για αυτό το φαινόμενο, αλλιώς όλη η γνώση μας για τη δυναμική του Ήλιου (και των άστρων) καταρρέει.

...Στο τελευταίο μου βιβλίο, που εκδόθηκε από τις Εκδόσεις Albin Michel, με τίτλο «Χάσαμε το μισό σύμπαν», είχα γράψει στο πρώτο μέρος ότι είχαμε μια θεωρητική αντίληψη της λειτουργίας των άστρων που θεωρούνταν ικανοποιητική. Αλλά καθώς τα πράγματα αλλάζουν, στο επόμενο βιβλίο θα πρέπει να συμπεριλάβω ένα κεφάλαιο με τίτλο:

Χάσαμε το μισό των ηλιακών νετρίνων.

...Ορισμένοι θεωρητικοί φυσικοί είναι έκπληκτοι, άλλοι ενθουσιασμένοι. Πράγματι, αυτό είναι το πρώτο φαινόμενο που πραγματικά θέτει σε αμφισβήτηση την κβαντική μηχανική. Θα πρέπει να ξαναρχίσει η δουλειά από την αρχή.

Ένα σύμπαν, ή δύο;

Ποιες είναι οι τρέχουσες speculated ιδέες;

Δύο πρώτες αναφορές:
R. Foot and R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dec 1995
Z.G.Berezhiani and R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 1 dec 1995.

...Ο Foot και ο Volkas πιστεύουν ότι το σύμπαν αποτελείται από δύο «τομείς», τον δικό μας και έναν «κατοπτρικό τομέα» (mirror sector), κατ' αντιστοιχία, εναντιομορφικό, δηλαδή «P-συμμετρικό». Η ενέργεια που απελευθερώνεται από τη σύντηξη θα εμπλέκει λοιπόν τόσο «κλασικά» νετρίνα όσο και «κατοπτρικά» νετρίνα, νετρίνα που ανήκουν στον δεύτερο «τομέα» (νετρίνα των τριών τύπων: ηλεκτρονικά, μιονικά και ταονικά, και, φυσικά, τα αντι-σωματίδιά τους). Τομέας, φύλλο, στρώμα: λέξεις συνώνυμες.

...Το σύμπαν μας δεν είναι συμμετρικό. Είναι ο τόπος όσων ονομάζεται παραβίαση της αρχής της συμμετρίας. Οι «δεξιές» αντιδράσεις δεν εξελίσσονται με τον ίδιο ρυθμό ως οι κατοπτρικές εικόνες τους. Κλασική αναφορά:
T.D.Lee and C.N.Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)

...Ο Foot και ο Volkas «συμμετροποιούν» το σύμπαν υποθέτοντας ότι έχει ένα διπλό, το κατοπτρικό σύμπαν (mirror universe), όπου αυτή η παραβίαση της αρχής της συμμετρίας θα γινόταν στην αντίθετη κατεύθυνση. Κατά την πορεία, έχουμε κατασκευάσει ένα μοντέλο όπου τα νετρίνα θα είχαν «μικρούς αδελφούς», CPT-συμμετρικούς, χρησιμοποιώντας τη θεωρία των ομάδων.

...Δείτε: «J.P.Petit & P.Midy : Geometrization of antimatter through coadjoint action of a group on its momentum space.» 3: Twin group. [Στο site: Geometrical Physics B, 1-3], 1998.

...Υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα, που οδηγεί στην εξέταση δύο συμπάντων αντί ενός, και είναι η απουσία πρωταρχικής αντιύλης στο σύμπαν μας. Κανονικά, στην πιο πρωταρχική του κατάσταση το σύμπαν αποτελούνταν, για να χρησιμοποιήσω τη λέξη του Steven Weinberg, από «όλες τις μορφές ακτινοβολίας». Τα φωτόνια δημιουργούζαν ζεύγη σωματίδιο-αντισωματίδιο, που βιάζονταν να πάνε να annihilate λίγο πιο μακριά (τα ηλεκτρόνια και τα αντι-ηλεκτρόνια, για παράδειγμα, που έχουν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία, έλκονται). Το πρωταρχικό σύμπαν (το toho-bohu των Εβραίων) είναι λοιπόν ένα πολύ τurbulent μείγμα, όπου η ακτινοβολία μετατρέπεται συνεχώς σε ύλη-αντιύλη και vice-versa. Στη συνέχεια η διαστολή του σύμπαντος μειώνει την ενέργεια των φωτονίων, που δεν είναι πλέον ικανά να παράγουν αυτά τα ζεύγη εχθρικών αδελφών. Το σύμπαν entonces αποβουρκώνεται με ιλιγγιώδη ταχύτητα. Μετά από δεκατρία δευτερόλεπτα, όλα έχουν τελειώσει. Ερώτηση: γιατί είμαστε εδώ; Γιατί αυτή η annihilation δεν ήταν πλήρης; Απάντηση: καμία απάντηση.

...Από εδώ προέρχονται οι λίγες εργασίες του Andrei Sakharov, ο οποίος ήταν ο πρώτος που πρότεινε ότι δύο συμπάντα μπορεί να δημιουργήθηκαν ταυτόχρονα, αντί ενός.

A.Sakharov: «CP violation and baryonic asymmetry of the Universe». ZhETF Pis'ma 5: 32-35 (1967); Μετάφραση JETP Lett. 5: 24-27 (1967)
A.Sakharov: «A multisheet Cosmological model» Preprint Institute of Applied Mathematics, Moscow 1970
A.Sakharov: «Cosmological model of the Universe with a time vector inversion». ZhETF 79: 689-693 (1980); μετάφραση στο Sov. Phys. JETP 52: 349-351 (1980)

A.Sakharov: «Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry» στο «Problems in theoretical physics», αφιερωμένο στη μνήμη του I.E.Tamm, Nauka, Moscow 1972, σελ. 243-247

Λεπτομέρεια: Σε αυτά τα δύο συμπάντα, οι βέλη του χρόνου είναι αντίθετα. Σε ορισμένες από τις δημοσιεύσεις του, ο Andrei Sakharov ανέφερε ότι αυτά τα «δίδυμα συμπάντα» μπορεί επίσης να είναι εναντιομορφικά, κατ' αντιστοιχία.

Άλλη προσέγγιση: οι υπερχορδές (supercordes). Πρόκειται για προτάσεις που διατυπώθηκαν από τον Schwarz (Caltech), τον Green (Queen Mary College) και τον Νομπελίσκα Abdus Salam (Διευθυντής του Κέντρου Θεωρητικής Φυσικής της Τριέστε, καθηγητής στο Imperial College του Λονδίνου).

Σημείο εκκίνησης: οι ομάδες και το μοντέλο E8 x E8. Αναφορά: «Superstrings, a theory of everything?». P.C.W.Davis & J.Brown, Cambridge University Press 1988.

John Schwarz:

Η δεύτερη συμμετρία E8 αναφέρεται σε ένα άλλο είδος ύλης, που ονομάζεται συχνά σκιά ύλη (shadow matter). Τα αντικείμενα που σχηματίζονται από αυτό το συστατικό θα ήταν εντελώς αόρατα για εμάς.

Michael Green:

Μία από τις προβλέψεις που προκύπτουν από αυτές τις θεωρίες αφορά ένα νέο τύπο ύλης που δεν θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε άμεσα, αλλά που θα αλληλεπιδρούσε με τη δική μας μέσω των βαρυτικών δυνάμεων, παρόλο που αυτά τα σωματίδια σκιάς ύλης μπορούν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω των άλλων δυνάμεων.

Abdus Salam:

Από τη θεωρία των υπερχορδών προκύπτει ένα είδος σύμπαντος που θα ήταν διπλό του δικού μας, αλλά που θα μπορούσε να επικοινωνήσει μαζί του μόνο μέσω των βαρυτικών δυνάμεων. Το ενδιαφέρον είναι ότι αυτό το σύμπαν θα καθόριζε τον τρόπο με τον οποίο η υπερα συμμετρία (supersymmetry) θα σπάει στο δικό μας σύμπαν και θα μπορούσε να ρίξει φως στις συγκεκριμένες τιμές των μαζών των διαφόρων σωματιδίων.

Αλλά για την ώρα δεν πάει πιο μακριά. Οι υπερχορδές επίσης, εξάλλου, δεν πάνε πιο μακριά.

...Αυτό étant, πώς να αναπαραστήσουμε δύο συμπάντα στενά ενπλεγμένα το ένα μέσα στο άλλο και επικοινωνούντα μόνο μέσω της βαρύτητας; Μπορούμε να φανταστούμε δύο ζεύγη παικτών εξοπλισμένων με φίλτρα γυαλιά, που θα ήταν τότε ανίκανοι να δουν τα κομμάτια της άλλης ομάδας. Αντίθετα, κάθε ζεύγος θα μπορούσε να μαντέψει την παρουσία ενός αντίπαλου κομματιού, κοντά, σε ένα «μαλακό σκάκι»:

...Το κομμάτι ύλης (παίγνιο στα μαύρα τετράγωνα), δεν βλέπει τη βασίλισσα που ανήκει στο «φαντασματικό παιχνίδι», αλλά ανιχνεύει την παρουσία του μέσω της καμπύλωσης που δημιουργεί στο σκάκι (βαρύτητα). Δείτε παρακάτω:

Πίνακας περιεχομένων άρθρου Πίνακας περιεχομένων Επιστήμης Αρχική σελίδα

Προηγούμενη σελίδα Επόμενη σελίδα

Επιστροφή στον Οδηγό-Επιστήμες Αριθμός επισκέψεων αυτής της σελίδας από την 1η Ιουλίου 2004: