Įsivaizduokite, kad kas sekundę per jūsų kūną pralekia trilijonai beveik nematomų dalelių. Tai – neutrinai, dažnai vadinami mikropasaulio vaiduokliais dėl savo nepaprasto neapčiuopiamumo. Jų gebėjimas prasiskverbti pro beveik bet ką nepaliekant pėdsako jau seniai intriguoja mokslininkus. Dabar vis dažniau svarstoma, kad būtent šios dalelės gali padėti įminti vieną didžiausių Visatos mįslių.
Oksfordo universiteto tyrėjai, vadovaujami dr. Claros Murgui, kelia hipotezę, kad neutrinai galėtų būti savotiški pasiuntiniai tarp mums pažįstamo pasaulio ir paslaptingos tamsiosios medžiagos. Naujausios analizės rodo, jog teoriškai įmanoma, kad neutrinai sąveikauja su tamsiąja medžiaga. Jei tai pasitvirtintų, tektų iš esmės peržiūrėti kai kurias dalelių fizikos prielaidas. Kol kas tai – tik hipotezė, kurią dar reikia kruopščiai patikrinti eksperimentais.
Standartinis modelis ir jo ribos: kodėl fizikai ieško naujų sprendimų?
Šiuolaikinės dalelių fizikos pagrindas – vadinamasis Standartinis modelis – laikomas vienu didžiausių XX amžiaus mokslo pasiekimų. Jis aprašo mums žinomas elementariąsias daleles ir tris iš keturių fundamentaliųjų sąveikų. Tačiau yra esminė spraga: modelis nepaaiškina nei tamsiosios medžiagos, nei tamsiosios energijos, kurios kartu sudaro apie 95 proc. kosmoso.
Tamsioji medžiaga ypač mįslinga – manoma, kad ji sudaro apie 27 proc. Visatos. Ji neskleidžia, nesugeria ir neatspindi šviesos, todėl apie jos egzistavimą sprendžiame tik iš gravitacinio poveikio galaktikoms ir jų spiečiams. Tuo metu neutrinai, nors ir priklauso Standartiniam modeliui, yra itin sunkiai tiriami: jų masė labai maža, o sąveika su įprasta medžiaga tokia silpna, kad jie gali laisvai pereiti net per visą Žemę.
Eksperimentai CERN: ieškoma tamsiosios medžiagos ir neutrinų sąveikos
Norėdami patikrinti, ar šie du sunkiai pagaunami „Visatos veikėjai“ gali veikti vienas kitą, mokslininkai pasitelkia galingiausius turimus instrumentus. CERN didžiajame hadronų priešpriešinių srautų greitintuve (LHC) vykdomi eksperimentai, skirti aptikti bet kokius galimus tokios sąveikos pėdsakus. Svarbų vaidmenį čia atlieka detektorius „ATLAS“, fiksuojantis dalelių susidūrimų produktus.
Tyrėjai ieško neįprastų požymių, pavyzdžiui, vadinamųjų išsiskiriančių viršūnių arba pėdsakų, kuriuos galėtų palikti ilgiau gyvuojančios dalelės. Tokie signalai galėtų rodyti tarpininką tarp įprastos ir tamsiosios medžiagos. Neutrinai, būdami elektringai neutralūs ir sąveikaujantys tik silpnąja sąveika, teoriškai laikomi vienais tinkamiausių kandidatų šiam vaidmeniui.
Problema ta, kad tikėtini signalai yra itin silpni ir paskęsta milžiniškuose duomenų kiekiuose. Dėl to dr. Murgui komanda naudoja pažangius mašininio mokymosi algoritmus, kurie peržiūri milijardus susidūrimų įrašų ir mėgina aptikti subtilius dėsningumus, kurių žmogaus analizė gali nepastebėti. Tai primena adatos paieškas šieno kupetoje, tačiau net ir neigiamas rezultatas yra vertingas – jis susiaurina tolesnių paieškų kryptis.
Ką reikštų toks atradimas: pasekmės fizikos ateičiai
Jeigu paaiškėtų, kad neutrinai iš tiesų „bendrauja“ su tamsiąja medžiaga, tai turėtų esminių pasekmių mūsų supratimui apie Visatą. Toks ryšys galėtų paaiškinti dalį stebimų anomalijų, pavyzdžiui, tam tikrus kosminių spindulių energijos pasiskirstymo netikslumus ar kai kurių galaktikų dinamikos ypatumus.
Be to, tai atvertų visiškai naują tyrimų kryptį – vadinamąjį tamsųjį sektorių, kuriame hipotetiškai egzistuotų dalelių ir jėgų rinkinys, sudarantis mums nematomą „lygiagrečią“ realybę. Vis dėlto mokslininkai ragina išlikti atsargiems: tamsiosios medžiagos paieškos trunka jau dešimtmečius, o nepaisant vis jautresnių detektorių, įrengiamų net giliai po žeme, tiesioginių įrodymų iki šiol nėra.
Todėl kiekviena nauja hipotezė, kad ir kokia perspektyvi, privalo atlaikyti griežtą eksperimentinį patikrinimą. Darbas CERN tęsiasi, o fizikai įpratę prie ilgalaikių iššūkių: net jei dabartiniai matavimai neatneš proveržio, kiekviena atmesta galimybė priartina prie tikrojo atsakymo. Kaip detektyviniame tyrime, klaidingų pėdsakų eliminavimas yra ne mažiau svarbus nei naujų užuominų atradimas.
Leave a Reply