© NASA

Italiassa etsitään aineen alkuperää

Italiassa on tekeillä koe, jossa selvitetään, tuhoaako neutriino itse itsensä ja miksi ainetta on olemassa.

maanantai 10. syyskuuta 2018

GERDAn hiukkastutkimus­laitoksessa Gran Sasson vuorilla Italiassa valmistellaan koetta, jossa yritetään selvittää, miksi me emme tuhoutuneet jo 13,8 miljardia vuotta sitten. Selitys saattaa olla neutriino.

Kun maailmankaikkeus syntyi alkuräjähdyksessä 13,8 miljardia vuotta sitten, teorian mukaan materiaa ja antimateriaa oli yhtä paljon. 

Materia on tavallista ainetta. Antimateria koostuu hiukkasista, joilla on vastakkaiset ominaisuudet kuin tavallisen aineen hiukkasilla. 

Positiivista protonia vastaa siis antiprotoni, jonka sähkövaraus on päinvastainen. Samoin negatiivisesti varautuneen elektronin anti­materiavastine on positiivinen positroni.

Haamuhiukkanen on oman itsensä vastakohta

Kun materia ja antimateria kohtaavat, ne tuhoavat toisensa. Näin kävi myös alkuräjähdyksen jälkeen. Itse asiassa kaiken aineen olisi pitänyt hävitä, jos materiaa ja antimateriaa oli yhtä paljon. 

Fysiikan suuri kysymys onkin, miksi ainetta jäi yli ja tähdet, planeetat ja eliöt syntyivät. Vastaukseksi on esitetty hiukkasta, jota sanotaan neutriinoksi. Sen epäillään olevan oman itsensä antihiukkanen, Se selittäisi aineen ja antiaineen epäsuhdan aikojen alussa.

Harvinainen hajoaminen selvittää arvoituksen

GERDAn kokeessa germaniumatomin hajotessa sen ytimen neutroni muuttuu protoniksi ja elektroni ja antineutriino vapautuvat. Joskus hajoamisia tapahtuu kaksi kerralla. 

Silloin vapautuisi kaksi antineutriinoa. Jos ne tuhoaisivat toisensa eli niitä ei voitaisi mitata, neutriino ja antineutriino olisivat sama asia – ja tiedettäisiin, mistä kaikki aine on lähtöisin.

Neutriinoa etsitään vesisäiliöstä

GERDAn koe tehdään ilmaisintankissa 1 400 metriä maanpinnan alapuolella. Tankissa on vettä, kuparia ja nestemäistä argonia varmistamassa, että ulkoa tuleva säteily ei sotke mittauksia.

Seuraava askel

Haluatko lukea lisää fysiikasta? Kun tilaat Tieteen Kuvalehden, opastamme sinut turvallisesti fysiikan kiehtovaan maailmaan – pienimmistä alkeishiukkasista raskaimpiin mustiin aukkoihin. Kun tilaat tänään, saat lyömättömän hyvän tarjouksen:

  • Käyttöoikeuden lehtien digijulkaisuihin – voit lukea vaikka National Geographicia tai Tee Itseä
  • Vinyl Techin tyylikkäät kuulokkeet

  • Kaksi Tieteen Kuvalehteä

Saat koko paketin vain 8,90 eurolla – säästät 61 euroa!

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: