Vědci stále čekají na detekci vzácné reakce, která produkuje antihmotovou verzi neutrina

28. 03. 2018

Neutrina Antihmota Raný vesmír Velký třesk

Mezinárodní tým vědců spustil v Itálii experiment, který má za cíl rozhodnout, zda mají neutrina svůj ekvivalent v antihmotě. Hledají tak odpověď na otázku, proč je vesmír tvořený převážně hmotou a ne antihmotou, když teoreticky měly vzniknout oba druhy hmoty při velkém třesku ve stejném množství. Mohly by za tím totiž stát právě neutrina, u kterých existuje podezření, že jsou si sama sobě antičásticí. Dosavadní výsledky za první rok chodu experimentu ještě rozhodnou odpověď nepřinesly, pokračuje tedy dál.

Experiment nazvaný CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events) je umístěn v Itálii v laboratoři Gran Sasso a začal sbírat data v květnu 2017. Speciální detektory umístěné hluboko pod zemí hledají známky tzv. dvouneutrinového dvojného beta rozpadu (neutrinoless double beta decay). Při této reakci dochází k rozpadu stabilního izotopu a k produkci elektronů a antineutrin. Vzhledem k tomu, že běžná neutrina jsou v podstatě všudypřítomná, mělo by dojít k jejich okamžité anihilaci a detekován by tak měl být pouze elektron.

Neutrina jsou subatomární částice, které jsou téměř bez hmotnosti a jen velmi zřídka reagují s hmotou. Jsou však všudypřítomná, během čtení tohoto článku vaším tělem proletěly miliony neutrin, aniž byste si toho vůbec všimli. Teorie, kterou se vědci v Gran Sasso pokoušejí potvrdit říká, že neutrino by mohlo být svou vlastní antičásticí a mít tak schopnost se transformovat z hmoty do antihmoty. Pokud by tomu tak skutečně bylo, těžší neutrina produkovaná krátce po velkém třesku se mohla rozpadat asymetricky a produkovat více hmoty než antihmoty, což by vysvětlovalo pozorovaný výrazný přebytek hmoty v dnešním vesmíru.

Je zda ale jeden problém: dvouneutrinový dvojný beta rozpad nastává jednou za kvadrilion let, to je jednička následovaná 25 nulami. To vědci řeší tím, že nashromáždili velké množství atomů, které budou kontinuálně pozorovat a hledat známky následků této reakce. Využívají k tomu 988 krystalů oxidu telluričitého a očekávají, že by během následujících pěti let měli být schopni detekovat alespoň pět událostí bezneutrinového rozpadu. Pokud k němu dochází.