To 1928 μέσα στο γραφείο του Paul Dirac όταν αυτός βρισκόταν σε ηλικία 26 ετών έκανε την εμφάνιση του το ποζιτρόνιο .Έμοιαζε με ηλεκτρόνιο, είχε ίση μάζα με αλλά δεν ήταν ηλεκτρόνιο, είχε θετικό φορτίο απολύτως ίσο με εκείνο του ηλεκτρονίου αλλά ΘΕΤΙΚΟ, ήταν ένα σωματίδιο τέρας. Η «εμφάνισή του» ήταν μια συνέπεια της απόπειρας που έκανε τότε ο Dirac να συνδυάσει τις δύο σημαντικότερες αλλά και ανταγωνιζόμενες θεωρίες –την Κβαντομηχανική και τη Θεωρία της Σχετικότητας - προκειμένου να περιγράψει τη συμπεριφορά του ηλεκτρονίου . Το «πρωτοεμφανιζόμενο» αυτό σωματίδιο ονόμασε αντιηλεκτρόνιο. Η ανακάλυψη της ύπαρξης του έθεσε σπουδαία ερωτήματα όπως αν αυτό το σωματίδιο τέρας που έβγαινε μέσα από τις εξισώσεις κυκλοφορούσε στα δρομάκια του Σύμπαντος ή ήταν ένα πλάσμα της ανθρώπινης θεωρητικής σκέψης.
Τέσσερα μόλις χρόνια αργότερα, το έτος δηλαδή 1932 ο Αμερικανός Carl Anderson επιβεβαίωσε πειραματικά ότι τέτοιο σωμάτιο υπήρχε. Το ονόμασαν τελικά positron ποζιτρόνιο (θετικόνιο) και είχε την ιδιότητα κάθε συνάντησή του με ηλεκτρόνιο να συνεπάγεται θάνατο και των δύο και εμφάνιση φωτονίου ακτινοβολίας . Με τη ανακάλυψη αυτή αποδείχτηκε η εντυπωσιακή ικανότητα των θεωρητικών φυσικών στο «να προβλέπουν».
Στις δεκαετίες που ακολούθησαν η ερευνητική εμπειρία έδειξε ότι όλα τα γνωστά σωμάτια είχαν και το αντίθετό τους αντισωμάτιο. Στα χρόνια της δεκαετίας του 50 γεννήθηκε η ιδέα ότι στο ξεκίνημα της Δημιουργίας πρέπει να ήταν ίσες οι πιθανότητες να δημιουργηθούν σωμάτια Ύλης και τα αντίστοιχα «τέρατα» Αντιύλης και να συμβαίνει με τη συνάντησή τους εξαΰλωση και των δύο αλλά και η αντίστροφη «διαδρομή», δηλαδή γεννήσεις σωματιδίων ύλης και ισάριθμων τεράτων αντιύλης, και να κυριαρχεί μια μορφή συμμετρίας. Φαίνεται όμως ότι σε κάποια στιγμή, για κάποιον άγνωστο μέχρι σήμερα λόγο η Συμμετρία αυτή παραβιάστηκε υπέρ των σωματιδίων της Ύλης και το Σύμπαν συνέχισε να πορεύεται σε «δρομολόγιο Ύλης»
Πειράματα που γίνονται σήμερα σε επιταχυντές μας λένε ότι για κάθε 10 δισεκατομμύρια αντιπρωτόνια που υπήρχαν στις αρχές του σύμπαντος, υπήρχαν 10 δισεκατομμύρια και ένα πρωτόνια. Η ίδια μικροσκοπική ανισορροπία ίσχυε και για τα άλλα σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια. Κάποια στιγμή στην κοσμική ιστορία η ύλη και η αντιύλη συναντήθηκαν και αλληλοεξουδετερώθηκαν. Πίσω έμειναν αυτά τα παραπάνω σωματίδια που τελικά συνενώθηκαν και σχημάτισαν το πλήρες ύλης σύμπαν που γνωρίζουμε σήμερα. Τίθεται όμως το ερώτημα της ανεξήγητης αρχικής ανισορροπίας της ύλης επί της αντιύλης.
Μια απάντηση στο ερώτημα αυτό ίσως είναι η πιθανότητα η αντιύλη να κρύφτηκε εκεί έξω σε μακριά σημεία γύρω από τον κόσμο. Αυτό όμως είναι κάπως απίθανο.
Μια καλύτερη λύση προέρχεται από την ασθενή δύναμη, που επιδρά σε συγκεκριμένες πυρηνικές διαδικασίες, συμπεριλαμβανόμενης της εξασθένησης της ακτινοβολίας βήτα. Το 1964, οι φυσικοί ανακάλυψαν πως η ασθενής πυρηνική δύναμη δεν είναι ακριβώς συμμετρική όσον αφορά στη σχέση της με την ύλη και την αντιύλη, έχοντας ως αποτέλεσμα κάτι που είναι γνωστό ως παράβαση CP (στη σωματιδιακή φυσική, η παράβαση αυτή αναφέρεται στην παράβαση της υποτιθέμενης συμμετρίας C και P. Σύμφωνα με τη θεωρία, στη συμμετρία CP οι νόμοι της φυσικής θα έπρεπε να είναι ίδιοι εάν ένα σωματίδιο ανταλλασσόταν με το αντισωματίδιό του). Αυτό οδήγησε τους φυσικούς σωματιδίων να προτείνουν ότι οι νόμοι της φυσικής είναι ασύμμετροι. Το πρόβλημα όμως είναι, πως σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, οι νόμοι δεν είναι αρκετά ασύμμετροι. Δεν υπάρχει αρκετή ασυμμετρία CP ώστε να έχει το ζητούμενο αποτέλεσμα, λέει ο Frank Close του πανεπιστημίου της Οξφόρδης.
Άλλες ιδέες για να εξηγηθεί η ανισορροπία ύλης και αντιύλης στο βρεφικό σύμπαν περιλαμβάνουν ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται majoron, για το οποίο εικάζεται πως δημιούργησε νετρίνα και αντινετρίνα, αλλά όχι σε ίσες ποσότητες. Αυτό θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε ανισορροπία μεταξύ ύλης και αντιύλης. Εάν βρούμε majorons στον Μεγάλο Επιταχυντή στο CERN, λέει ο Close, τότε θα μπορούσαμε να ελπίσουμε ότι θα μελετήσουμε την εξασθένησή τους. Αυτό θα μας βοηθούσε να ανακαλύψουμε εάν αποτελούν τη λύση.
Άλλες ιδέες για να εξηγηθεί η ανισορροπία ύλης και αντιύλης στο βρεφικό σύμπαν περιλαμβάνουν ένα υποθετικό σωματίδιο που ονομάζεται majoron, για το οποίο εικάζεται πως δημιούργησε νετρίνα και αντινετρίνα, αλλά όχι σε ίσες ποσότητες. Αυτό θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε ανισορροπία μεταξύ ύλης και αντιύλης. Εάν βρούμε majorons στον Μεγάλο Επιταχυντή στο CERN, λέει ο Close, τότε θα μπορούσαμε να ελπίσουμε ότι θα μελετήσουμε την εξασθένησή τους. Αυτό θα μας βοηθούσε να ανακαλύψουμε εάν αποτελούν τη λύση.
Στη δεκαετία του 1990 στον μεγάλο για τότε επιταχυντή του CERN έγιναν αναρίθμητες συναντήσεις ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων με συνέπεια – με την εξαΰλωση τους - να εμφανίζονται τρομακτικές ποσότητες ενέργειας σε έναν ελάχιστο όγκο κατά πολύ μεγαλύτερες από αυτές που επικρατούν στους θερμότερους αστέρες .
Ο επιταχυντής αυτός λεγόταν LEP, με τα Ε και Ρ να είναι αρχικά των λέξεων Electron και Positron
Πηγές:
Ιβανούδη Μαρία
Α’2
Α’2
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου