f116
| 16 |
|---|
De raadsel van het zonne-neutrino-gebrek.
...In de klassieke Algemene Relativiteitstheorie wordt impliciet aangenomen dat het universum bestaat uit één enkel blad. Niets duidt erop, zeggen sommigen, dat een andere configuratie noodzakelijk is.
Ofschoon.
De fusiereacties in het hart van de zon produceren energie in de vorm van:
- Fotonen – Neutrino's.
...Neutrino's interageren zeer weinig met materie, dus verlaten ze de zon zonder moeite. De energie in de vorm van fotonen beweegt zich traag naar de oppervlakte van de zon, de chromosfeer, via opeenvolgende absorpties en heruitstralingen, en dankzij de convectie die heerst in het hemellichaam. Zodra deze energie de chromosfeer bereikt, wordt ze uitgezonden als fotonen.
...Op aarde ontvangen we dus, modulo dit vertragingseffect, zowel fotonen als neutrino's. Tot een vrij recente datum wisten we niet hoe we dit neutrino-flux moesten meten, hoewel elk kubieke centimeter van ons lichaam elke seconde, tenzij ik me vergis, door tien miljard neutrino's wordt doorgeschoten.
...De meting van dit flux heeft een verontrustend feit blootgelegd. We ontvangen slechts ongeveer de helft van de verwachte neutrino's. Dit is het zonne-neutrino-gebrek, het gebrek aan zonne-neutrino's. Op een dag zal er zeker een verklaring voor dit verschijnsel moeten worden gevonden, anders stort onze kennis over de dynamica van de zon (en sterren) in elkaar.
...In mijn laatste boek, verschenen bij Albin Michel, getiteld "We hebben de helft van het universum verloren", schreef ik in het eerste deel dat we een theoretisch begrip hadden van het functioneren van sterren dat als voldoende werd beschouwd. Maar aangezien dingen zich ontwikkelen, zal ik in het volgende boek een hoofdstuk moeten toevoegen met de titel:
We hebben de helft van de zonne-neutrino's verloren.
...Sommige theoretische fysici zijn geschokt, anderen blij. In feite is dit het eerste verschijnsel dat werkelijk de kwantummechanica in diskrediet brengt. Het zal nodig zijn om dit opnieuw te bekijken.
Eén universum of twee?
Wat zijn de huidige speculaties?
Twee eerste referenties: R. Foot en R.R. Volkas, Phys. Rev. D Vol. 52 nr. 11, 1 december 1995; Z.G. Berezhiani en R.N. Mohapatra, Phys. Rev. Vol. 52 nr. 11, 1 december 1995.
...Foot en Volkas denken dat het universum bestaat uit twee "sectoren", ons eigen en een "spiegelsector", een spiegelbeeld, enantiomorf, dus "P-symmetrisch". De energie die vrijkomt bij de fusie zou dan zowel klassieke neutrino's als "spiegelneutrino's" betreffen, neutrino's behorend tot de tweede "sector" (neutrino's van de drie soorten: elektronisch, muonisch en tauonisch, en natuurlijk hun antipartikels). Sector, blad, laag: synoniemen.
...Ons universum is niet symmetrisch. Het kent wat men de schending van pariteit noemt. Reacties "rechts" verlopen niet op dezelfde snelheid als hun spiegelbeeld. Klassieke referentie: T.D. Lee en C.N. Yang, Phys. Rev. 104, 254 (1956)
...Foot en Volkas "symmetriseren" het universum door aan te nemen dat het een tweeling heeft, een spiegeluniversum, waarin deze schending van het pariteitsprincipe in omgekeerde richting plaatsvindt. Tijdens dit proces hebben we een model opgebouwd waarin neutrino's "kleine broertjes" zouden hebben, CPT-symmetrisch, gebruikmakend van groepentheorie.
...Zie: "J.P. Petit & P. Midy: Geometrization of antimatter through coadjoint action of a group on its momentum space." 3: Twin group. [Op site: Geometrical Physics B, 1-3], 1998.
...Er is een ander probleem dat ertoe drijft om twee universa in plaats van één te overwegen, en dat is het ontbreken van primordiale antimaterie in ons universum. Normaal gesproken bestond het universum in zijn meest oorspronkelijke staat – om het woord van Steven Weinberg te gebruiken – uit "alle soorten straling". De fotonen gaven aanleiding tot deeltje-antideeltjekoppels, die zich haastten om verderop te annihileren (zoals elektronen en antielektronen, met tegengestelde elektrische lading, elkaar aantrekken). Het oeruniversum (het tohuwabohu van de Hebreeën) was dus een zeer turbulent mengsel waarin straling voortdurend omgezet werd in materie-antimaterie en omgekeerd. Vervolgens daalde door de uitbreiding van het universum de energie van de fotonen, waardoor ze niet langer in staat waren om deze vijandige broers te genereren. Het universum leegde zich dan met een razend tempo. Na dertien seconden was alles beslist. Vraag: waarom zijn wij hier? Waarom was de annihilatie niet volledig? Antwoord: geen antwoord.
...Daarom de paar artikelen van Andrei Sakharov, die als eerste suggereerde dat twee universa tegelijkertijd konden zijn ontstaan in plaats van één.
A. Sakharov: "CP-verbreking en barionische asymmetrie van het universum". ZhETF Pis'ma 5: 32-35 (1967); Vertaling JETP Lett. 5: 24-27 (1967)
A. Sakharov: "Een multilaag kosmologisch model". Voorafgaand rapport Instituut voor Toegepaste Wiskunde, Moskou 1970
A. Sakharov: "Kosmologisch model van het universum met omkeer van de tijdvector". ZhETF 79: 689-693 (1980); vertaling in Sov. Phys. JETP 52: 349-351 (1980)
A. Sakharov: "Topologische structuur van elementaire deeltjes en CPT-asymmetrie" in "Problemen in de theoretische fysica", gewijd aan het geheugen van I.E. Tamm, Nauka, Moskou 1972, pp. 243-247
Details: In deze twee universa zijn de tijdpijlen tegengesteld. In sommige van zijn publicaties noemde Andrei Sakharov het feit dat deze "tweelinguniversa" ook enantiomorf, spiegelbeeld, konden zijn.
Andere aanpak: superstromen. Dit zijn suggesties van Schwarz (Caltech), Green (Queen Mary College) en Nobelprijswinnaar Abdus Salam (directeur van het Centrum voor Theoretische Fysica in Trieste, hoogleraar aan het Imperial College in Londen).
Uitgangspunt: groepen en het model E8 x E8. Referentie: "Superstrings, een theorie van alles?" PC.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.
John Schwarz: Het tweede E8-symmetrie verwijst naar een andere vorm van materie, vaak "schaduw materie" genoemd. Objecten die uit deze component bestaan zouden volledig onzichtbaar zijn voor ons.
Michael Green: Eén van de voorspellingen die uit deze theorieën voortkomen, is een nieuw type materie dat we niet direct kunnen waarnemen, maar dat wel zou interageren met onze materie via de zwaartekracht, hoewel deze deeltjes van schaduw materie elkaar wel zouden kunnen beïnvloeden via andere krachten.
Abdus Salam: Uit de theorie van superstromen ontstaat een soort universum dat een dubbel van het onze zou zijn, maar dat slechts via de zwaartekracht met ons zou kunnen communiceren. Het interessante is dat dit universum zou bepalen hoe supersymmetrie in ons eigen universum zou worden gebroken en mogelijk enige verlichting zou kunnen geven over de specifieke waarden van de massa's van de verschillende deeltjes.
Maar momenteel gaat het niet verder. Ook superstromen niet, trouwens.
...Toch hoe stel je twee nauw met elkaar verweven universa voor die slechts via de zwaartekracht communiceren? Je kunt je twee spelersparen voorstellen die voorzien zijn van filterbril, waardoor ze de stukken van het andere team niet kunnen zien. Toch zou elk team de aanwezigheid van een vijandelijk stuk kunnen raden, dichtbij, op een "zachte schaakbord":
...Het materiestuk (spel op zwarte velden) ziet de koningin van de "fantoompartij" niet, maar voelt haar aanwezigheid door de kromming die ze veroorzaakt op het schaakbord (zwaartekracht). Zie hieronder:
../../../bons_commande/bon_global.htm
Inhoudsopgave artikel Inhoudsopgave Wetenschap Startpagina
**
Aantal keer dat deze pagina is bekeken sinds 1 juli 2004** :