In the very early տիեզերք, soon after the Big Bang, the ‘բան’ and the ‘antimatter’ both existed in equal amount. However, for the reasons unknown so far, the ‘բան‘ dominates the present տիեզերք. The T2K researchers have recently shown occurrence of a possible Charge-Parity violation in neutrino and the corresponding anti-neutrino oscillations. This is a step forward in understanding why բան գերակշռում է տիեզերք.
Մեծ պայթյունը (որը տեղի է ունեցել մոտ 13.8 միլիարդ տարի առաջ) և ֆիզիկայի այլ հարակից տեսությունները հուշում են, որ վաղ տիեզերք «գերիշխող» էր ճառագայթումը ևբան' եւ 'հականյութգոյություն է ունեցել հավասար քանակությամբ։
Բայց տիեզերք that we know today is ‘matter’ dominant. Why? This is one of the most intriguing mysteries of տիեզերք. (1):
The տիեզերք որը մենք գիտենք, որ այսօր սկսվել է հավասար քանակությամբ «նյութի» և «հականյութի» հետ, երկուսն էլ ստեղծվել են զույգերով, ինչպես կպահանջեր բնության օրենքը, և այնուհետև ոչնչացվել են բազմիցս առաջացնելով ճառագայթում, որը հայտնի է որպես «տիեզերական ֆոնային ճառագայթում»: Մեծ պայթյունից մոտ 100 միկրո վայրկյանի ընթացքում նյութը (մասնիկները) ինչ-որ կերպ սկսեցին գերազանցել հակամասնիկներից, ասենք, յուրաքանչյուր միլիարդից մեկով, և վայրկյանների ընթացքում ամբողջ հականյութը ոչնչացվեց՝ թողնելով միայն նյութը:
Ո՞րն է այն գործընթացը կամ մեխանիզմը, որը կստեղծի նման տարբերություն կամ անհամաչափություն նյութի և հակամատերի միջև:
In 1967, the Russian theoretical physicist Andrei Sakharov postulated three conditions necessary for an imbalance (or production of matter and antimatter at different rates) to occur in the տիեզերք. First Sakharov condition is the baryon number (a quantum number that remains conserved in an interaction) violation. It means that protons decayed extremely slowly into lighter subatomic particles like a neutral pion and a positron. Similarly, an antiproton decayed into a pion and an electron. Second condition is the violation of charge conjugation symmetry, C, and charge conjugation-parity symmetry, CP also called Charge-Parity violation. Third condition is that the process that generates baryon-asymmetry must not be in thermal equilibrium due to rapid expansion decreasing the occurrence of pair-annihilation.
Սա Սախարովի CP-ի խախտման երկրորդ չափանիշն է, որը մասնիկների և դրանց հակամասնիկների միջև մի տեսակ անհամաչափության օրինակ է, որը նկարագրում է դրանց քայքայման ձևը: Համեմատելով մասնիկների և հակամասնիկների վարքի ձևը, այսինքն՝ ինչպես են դրանք շարժվում, փոխազդում և քայքայվում, գիտնականները կարող են գտնել այդ անհամաչափության ապացույցները: CP-ի խախտումը վկայում է այն մասին, որ որոշ անհայտ ֆիզիկական գործընթացներ պատասխանատու են նյութի և հականյութի դիֆերենցիալ արտադրության համար:
Հայտնի է, որ էլեկտրամագնիսական և «ուժեղ փոխազդեցությունները» սիմետրիկ են C և P-ի տակ, և, հետևաբար, դրանք սիմետրիկ են նաև CP (3) արտադրանքի տակ: «Սակայն դա պարտադիր չէ «թույլ փոխազդեցության» դեպքում, որը խախտում է և՛ C, և՛ P համաչափությունները։ says Prof. B.A. Robson. He further says that “the violation of CP in weak interactions implies that such physical processes could lead to indirect violation of baryon number so that matter creation would be preferred over antimatter creation’’. Non-quark particles do not show any CP violations whereas the CP violation in quarks are too small and are insignificant to have a difference in matter and antimatter creation. So, the CP violation in leptons (neutrinos) become important and if it is proved then it would answer why the տիեզերք is matter dominant.
Չնայած CP սիմետրիայի խախտումը դեռ վերջնականապես պետք է ապացուցվի (1), սակայն T2K թիմի կողմից վերջերս արձանագրված բացահայտումները ցույց են տալիս, որ գիտնականներն իսկապես մոտ են դրան: Առաջին անգամ ապացուցվեց, որ մասնիկից էլեկտրոն և նեյտրինո անցումը նախընտրելի է, քան հակամասնիկից էլեկտրոն և հականեյտրինո անցումը T2K-ում (Տոկայից Կամիոկա) բարձր բարդ փորձերի միջոցով (2): T2K-ը վերաբերում է զույգ լաբորատորիաներին՝ ճապոնական պրոտոնի արագացուցիչի հետազոտական համալիրին (J-Parc) Տոկայ և Super-Kamiokande ստորգետնյա նեյտրինո աստղադիտարանը Կամիոկա, Ճապոնիա՝ բաժանված մոտ 300 կմ. Պրոտոնային արագացուցիչը Տոկայիում առաջացրել է մասնիկներ և հակամասնիկներ բարձր էներգիայի բախումներից, իսկ Կամիոկայի դետեկտորները դիտել են նեյտրինոները և նրանց հակամատերային նմանակները՝ անտինեյտրինոները՝ կատարելով շատ ճշգրիտ չափումներ:
After the analysis of several years of data at T2K, scientists were able to measure the parameter called delta-CP, which governs the CP symmetry breaking in neutrino oscillation and found the mismatch or a preference for enhancement of the neutrino rate which can eventually lead to the confirmation of CP violation in the way neutrinos and antineutrinos oscillated. The results found by the T2K team are significant at statistical significance of 3-sigma or 99.7% confidence level. It’s a milestone achievement as confirmation of CP violation involving neutrinos is linked with the dominance of matter in the տիեզերք. Further experiments with larger database will test whether this leptonic CP symmetry violation is larger than CP violation in quarks. If it is so then we will finally have the answer to the question Why the տիեզերք is matter dominant.
Though the T2K experiment does not clearly establish that CP symmetry violation has occurred but it is a milestone in the sense that it conclusively shows a strong preference for enhanced electron neutron rate and takes us closer to prove the occurrence of CP symmetry violation and eventually to the answer ‘why the տիեզերք is matter dominant’.
***
Հիշատակում:
1. Տոկիոյի համալսարան, 2020 թ. «T2K արդյունքները սահմանափակում են նեյտրինո CP փուլի հնարավոր արժեքները -…..» Մամլո հաղորդագրություն Հրապարակված է 16 թվականի ապրիլի 2020-ին: Հասանելի է առցանց՝ http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/8799/ Մուտք գործվել է 17 թվականի ապրիլի 2020-ին։
2. The T2K Collaboration, 2020. Նեյտրինոյի տատանումների նյութի հականյութերի համաչափությունը խախտող փուլի սահմանափակում: Nature հատոր 580, էջեր339–344 (2020): Հրատարակված՝ 15 թվականի ապրիլի 2020: DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2177-0
3. Robson, BA, 2018. The Matter-antimatter Asymmetry Problem. Բարձր էներգիայի ֆիզիկայի, գրավիտացիայի և տիեզերագիտության ամսագիր, 4, 166-178: https://doi.org/10.4236/jhepgc.2018.41015
***
