Judit
-2 °C
8 °C

Kapcsolat a sötét energia és a neutrínók között

2004.07.30. 11:03
Lehetséges, hogy a titokzatos sötét energia, ami a kozmosz tágulásáért felelős, itt a Földön is befolyásolja a fizikai kísérleteket. Egy új elmélet szerint ugyanis lehetséges, hogy kapcsolat van a sötét energia és a neutrinóknak nevezett apró részecskék között, ez legalábbis magyarázat lenne a neutrinókísérletek zavarbaejtő eredményeire.
A kilencvenes években a csillagászok meglepődve fedezték fel, hogy az univerzum egyre gyorsabban tágul, valamiféle "sötét energiának" köszönhetően. Számos elmélet van arról, hogy mi lehet ez a sötét erő, de ezeket jelenleg nagyon nehéz vagy egyenesen lehetetlen lenne igazolni.

Gumiszalag

2003-ban Rob Fardon, Ann Nelson és Neal Weiner, a washingtoni egyetem munkatársai azzal az elképzeléssel álltak elő, hogy valamiféle kapcsolat lehet a sötét energia és a neutrínók között, írta a New Scientist. A neutrínók a legkönnyebb elemi részecskék, melyeknek jóformán nincs tömegük, és elektromos töltést sem hordoznak, így csak elenyésző mértékben lépnek kölcsönhatásba más részecskékkel. Ezért majdhogynem fénysebességgel utazva szinte akadálytalanul hatolnak át a sűrű anyagtömegeken is. Másodpercenként hatvanmilliárd neutrínó száguld át minden négyzetcentiméternyi anyagon.

A neutrínók energiasűrűségét nehéz megbecsülni, de úgy tűnik, hogy nagyjából megegyezik a sötét energia jelenlegi sűrűségével, és a washingtoniak szerint ez nem véletlen. Ők úgy gondolják, hogy ezek az energiasűrűségek megyegyeztek az idők folyamán, mivel a sötét energiát egy olyan energiamező alkotja, ami komplex kölcsönhatásban áll a neutrínókkal.

Az eddigi elméletek szerint a neutrínók tömege nem változik, az új elképzelés szerint viszont a részecskéknek nőhet a tömege. Az univerzum tágulásásval a neutrínók is ritkásabban helyezkednek el. Ahogy távolodnak, feszültség alakul ki közöttük, mint ahogy egy gumiszalagot megfeszítenek, magyarázta a Space.com-nak Ann Nelson, így a neutrínók tömege nő. Ez a növekvő feszültség maga a titokzatos sötét energia, mondta Neal Weiner.

Neutrínóoszcilláció

Az elméletből az is következik, hogy a neutrínók tömege eltérő lehet attól függően, hogy szilárd anyagon, például a Földön, vagy a levegőn utaznak éppen keresztül. Ezzal kapcsolatban a jövőben már lehet kísérleteket végezni.

Körülbelül egy tucatnyi kísérletben foglalkoznak a világban az úgynevezett neutrínóoszcilláció jelenségével. Háromféle neutrínó létezik, az elektronneutrínó, a müonneutrínó és a tauneutrínó. Neutrínóoszcillációnak azt nevezik, mikor az egyik típusú neutrínó átalakul más típusú neutrínóvá.

Ezt a jelenséget olyan neutrínókat detektálva mérik, melyek a Nap közepéből vagy atomreaktorokból származnak. Az eredmények azonban gyakran ellentmondanak egymásnak. Például ennek is oka lehet az, hogy a neutrínók tömeg eltér szilárd anyagban és a levegőben utazva.

"Ez az egyetlen elmélet, ami a sötét energiát egy olyan részecskéhez köti, amit ismerünk, és amivel kísérletezni tudunk" - mondta Nelson. A kutatók beszámolója az Amerikai Fizikai Társaság folyóiratában, a Physical Review Letters című szaklapban jelenik majd meg.

Világvége

Érdekes lehet, hogy az új elmélet mit mond a világvégéről. Lehetséges, hogy az univerzum egyszer csak összeomlik, de az is, hogy örökké tágul, esetleg egészen addig, amíg az összes anyag meg nem semmisül.

"Az elméletünk szerint a neutrínók egyszer túl távol kerülnek egymástól, és túl nagy lesz a tömegük ahhoz, hogy a sötét energia befolyásolni tudja őket, így a tágulás már nem fog tovább gyorsulni - magyarázta Nelson. - Az univerzum tovább tágulhat, de egyre csökkenő ütemben."