| 16 |
Het raadsel
van het solar neutrino deficit.
...In
de klassieke Algemene Relativiteit wordt impliciet verondersteld
dat het universum uit één enkel blad bestaat. Niets wijst erop, zeggen
sommigen, dat het nodig is een andere configuratie te overwegen.
Of toch.
De fusiereacties die in de kern van de zon werkzaam zijn, produceren energie
in de vorm van:
-
Fotonen
-
Neutrino's.
...Neutrino's interageren zeer weinig met materie, ze verlaten
de zon dus zonder problemen. De energie in de vorm van fotonen reist
moeizaam naar het oppervlak van de zon, de chromosfeer, in een ritme
van opeenvolgende absorpties en heruitzendingen en dankzij
de convectie die in het hemellichaam heerst. Wanneer deze energie
de chromosfeer bereikt, wordt ze uitgezonden in de vorm van fotonen.
...Op
Aarde vangen we dus, modulo deze vertraging, fotonen en neutrino's op. Tot
een vrij recente datum wisten we dit neutrinoflux niet te meten,
hoewel elke kubieke centimeter van ons lichaam
elke seconde, bij benadering, door tien miljard neutrino's wordt doorkruist.
...De
meting van deze flux onthulde een verontrustend feit. Men vangt
slechts ongeveer de helft van de verwachte neutrino's op. Dat is het solar neutrino
deficit, het tekort aan zonne-neutrino's. We zullen absoluut
eens een verklaring voor dit fenomeen moeten vinden, anders
stort heel onze kennis van de dynamiek van de zon (en van de sterren)
in.
...In
mijn laatste boek, verschenen bij Editions Albin Michel, getiteld "on a perdu
la moitié de l'univers", had ik in het eerste
deel geschreven dat men een theoretische greep op de werking van de sterren had
die als bevredigend werd beschouwd. Maar omdat de dingen bewegen,
zal ik in het volgende boek een hoofdstuk moeten opnemen met de titel:
We zijn de helft van de zonne-neutrino's kwijt.
...Sommige
theoretische fysici zijn ontzet, anderen verheugd. Inderdaad
is dit het eerste fenomeen dat de kwantummechanica werkelijk
in gebreke stelt. Dat zal weer op de werkbank moeten.
Eén universum, of
twee?
Welke speculatieve
ideeën zijn er gaande?
Twee eerste
referenties:
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.
...Foot
en Volkas denken dat het universum uit twee "sectoren" bestaat, de
onze en een "mirror sector", in spiegelbeeld, enantiomorf, dat wil
zeggen "P-symmetrisch". De energie die
door de fusie wordt vrijgegeven, zou dus zowel "klassieke" neutrino's
als "mirror neutrino's" in het spel brengen, neutrino's die tot de tweede "sector"
behoren (neutrino's van de drie types: elektronisch, muonisch en tauonisch, en,
natuurlijk, hun antideeltjes). Sector, blad, laag: synonieme woorden.
...Ons
universum is niet symmetrisch. Het is de zetel van wat men
de schending van het pariteitsprincipe noemt. "Rechtse" reacties
verlopen niet in hetzelfde ritme als hun spiegelbeelden.
Klassieke referentie:
T.D.Lee and C.N.Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)
...Foot
en Volkas "symmetriseren" het universum door te veronderstellen dat het
een dubbelganger bezit, het mirror universe, waar deze schending van het pariteitsprincipe
in de omgekeerde richting zou plaatsvinden. Terloops hebben we een model
gebouwd waarin neutrino's "kleine broertjes" zouden bezitten, CPT-symmetrisch,
met gebruik van de 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
bestaat een ander probleem, dat ertoe aanzet twee
universums te overwegen in plaats van één, namelijk de afwezigheid van primordiale
antimaterie in ons universum. Normaal gesproken was het universum in zijn meest primitieve
staat, om Steven Weinbergs woord te gebruiken, samengesteld uit
"allerlei soorten stralingen". De fotonen deden paren deeltje-antideeltje ontstaan,
die zich haastten om iets verder te gaan annihileren
(de elektronen en anti-elektronen bijvoorbeeld,
met tegengestelde elektrische ladingen, trekken elkaar aan). Het primitieve
universum (de toho-bohu van de Hebreeërs) is dus een zeer
turbulente mengeling, waarin de straling zich voortdurend omzet in materie-antimaterie
en omgekeerd. Dan verlaagt de expansie van het universum de energie van
de fotonen, die dan niet meer in staat zijn deze paren van vijandige
broeders te leveren. Het universum loopt dan in een razend tempo leeg.
Na dertien seconden is alles beslist. Vraag: waarom zijn wij
hier? Waarom is deze annihilatie niet volledig geweest.
Antwoord: geen antwoord.
...Vandaar
de enkele papers van Andréi Sacharov, die als eerste
suggereerde dat er twee universums tegelijk hadden kunnen ontstaan,
in plaats van één.
A.Sakharov : "CP violation
and baryonic asymmetry of the Universe". ZhETF Pis'ma 5 : 32-35 (1967) ; Vertaling
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); vertaling in Sov. Phys. JETP 52 : 349-351 (1980)
A.Sakharov : "Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry"
in "Problems in theoretical physics", opgedragen aan de nagedachtenis van I.E.Tamm,
Nauka, Moscow 1972, pp. 243-247
Detail: In deze twee universums zijn de pijlen van de tijd tegengesteld.
In sommige van zijn publicaties opperde Andréi Sacharov het
feit dat deze "tweelinguniversums" eveneens enantiomorf konden zijn,
in spiegelbeeld.
Andere benadering
: de superstrings. Het gaat dan om suggesties geformuleerd door Schwarz
(Caltech), Green (Queen Mary College) en de Nobelprijswinnaar Abdus Salam (Directeur
van het Centrum voor Theoretische Fysica van Triëst, professor aan het Imperial
College van Londen).
Vertrekpunt
: de groepen en het model E8 x E8. Referentie: "Superstrings,
a theory of everything?". PC.W.Davis & J.Brown, Cambridge University
Press 1988.
John Schwarz:
De tweede symmetrie E8 verwijst naar een andere soort materie, die vaak schaduwmaterie
(shadow matter) wordt genoemd. De objecten gevormd uit dit bestanddeel
zouden voor ons volledig onzichtbaar zijn.
Michael Green:
Een van de voorspellingen die uit deze theorieën voortkomt, betreft
een nieuw type materie dat we niet in staat zouden zijn rechtstreeks
waar te nemen, maar dat met de onze zou interageren door middel van de zwaartekrachtskrachten,
hoewel deze deeltjes van shadow matter onderling kunnen inwerken
via de andere krachten.
Abdus Salam:
Uit de superstringtheorie komt een soort
universum voort dat een dubbelganger van het onze zou zijn, maar dat slechts
via de zwaartekrachtskrachten met het onze zou kunnen communiceren. Wat interessant
is, is dat dit universum de manier zou bepalen waarop de supersymmetrie
in ons eigen universum gebroken wordt en enig licht zou kunnen werpen op de bijzondere
waarden van de massa's van de verschillende deeltjes.
Maar voorlopig gaat het
niet verder. De superstrings ook niet, overigens.
...Dit
zijnde, hoe twee universums voor te stellen die nauw in elkaar verweven zijn
en slechts via de gravitatie communiceren?
Men kan zich twee paren spelers voorstellen uitgerust met filterende
brillen, die dan niet in staat zouden zijn de stukken van het andere
team te zien. Daarentegen zou elk de aanwezigheid van een vijandig,
nabij stuk op een "zacht dambord" kunnen raden:
...Het
stuk materie (partij gespeeld op de zwarte vakjes)
, ziet de dame die tot de "fantoompartij" behoort niet, maar
detecteert haar aanwezigheid op grond van de kromming die zij creëert
op het dambord (gravitatie). Zie hierna:
Inhoud
artikel Inhoud
Wetenschap Startpagina
Terug naar
Gids-Wetenschappen Aantal bezoeken aan deze pagina sinds 1 juli 2004
: