సూపర్ కామియెకాండె డిటెక్టర్
KAMIOKA OBSERVATORY / ICRR / UNI TOKYO

ఈ సూపర్ కామియోకాండే డిటెక్టర్‌లో 50 వేల టన్నుల స్వచ్ఛమైన నీరుతో నిండిన సిలిండ్రికల్ స్టీల్ ట్యాంక్ ఉంటుంది. ఈ డిటెక్టర్ వాల్‌ మీద ఫోటో సెన్సార్లు ఉంటాయి.

నక్షత్రాలు, పాలపుంతలు, గ్రహాలు, మన దైనందిన జీవితానికి కారణమైన ప్రతిదీ తన ఉనికికి కారణమైన విశ్వ వింతలకు రుణపడి ఉంటుంది.

Advertisements

విలోమ పదార్థాన్ని(యాంటీమ్యాటర్)ను నిర్మూలిస్తూ పదార్థానికి (మ్యాటర్) విశ్వ ఆధిపత్యమిచ్చే ఈ విశ్వవింత స్వభావం ఇప్పటికీ రహస్యమే.

ఇప్పుడు జపాన్‌లో చేస్తున్న ప్రయోగ ఫలితాలు విజ్ఞాన శాస్త్ర అతిపెద్ద రహస్యాల్లో ఒకటైన దీన్నిఛేదించడానికి దోహదపడుతున్నాయి.

పదార్థ, ప్రతిపదార్థ కణాల వైఖరీభేదం ఆధారంగా ఈ ప్రయోగం చేపడుతున్నారు.

మనకు తెలిసిన ప్రపంచంలో రోజువారీ మనం చూసే ప్రతి వస్తువు సహా మనం తాకగలిగే వస్తువులన్నీ పదార్థంతో ఏర్పడినవే.

పదార్థపు ప్రాథమిక బంధకాలన్నీ ఎలక్ట్రాన్లు, క్వార్క్స్, న్యూట్రినోస్ వంటి ఉప అణు రేణువులు. అయితే, పదార్థానికి ప్రతిపదార్థమనే ఛాయారూపం ఒకటి ఉంది.

సాధారణ పదార్థపు ప్రతి ఉప అణు రేణువుకూ సంబంధిత విలోమ కణం(యాంటీపార్టికల్) ఉంటుంది.

ప్రస్తుతం విశ్వంలో విలోమ పదార్థం కంటే పదార్థం పాళ్లు చాలా ఎక్కువ. కానీ, ఎల్లప్పుడూ ఇలాగే ఉంటుందని చెప్పలేం.

మహా విస్ఫోటం(బిగ్ బ్యాంగ్) సమయంలో పదార్థం, విలోమ పదార్థం రెండూ సమాన పరిమాణంలో ఏర్పడి ఉంటాయి.

సీఎంబీ
బిగ్ బ్యాంగ్ అనంతర కాంతిగా అభివర్ణించే కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్ (సీఎంబీ)

‘‘కణభౌతిక శాస్త్రవేత్తలు కొత్త కణాలను యాక్సిలరేటర్లలో సృష్టించిన ప్రతి సందర్భంలోనూ అవి కణ-విలోమ కణ జతలను ఉత్పత్తి చేస్తాయని గుర్తిస్తుంటారు.

ప్రతి రుణ ఎలక్ట్రాన్‌కు ఒక ధనాత్మక పాజిట్రాన్(ఎలక్ట్రాన్ యాంటీమ్యాటర్) ఉంటుంద’’ని షెఫీల్డ్స్ యూనివర్సిటీకి చెందిన ప్రొఫెసర్ లీ థామ్సన్ అన్నారు.

మరి ఈ లెక్కన విశ్వంలో 50 శాతం యాంటీ మ్యాటర్ ఎందుకు లేదు.. విశ్వంలో ఇది చాలాకాలంగా ఉన్న సమస్య.. అసలు యాంటీమ్యాటర్ ఏమైంది అని ప్రశ్నిస్తారు లీ థామ్సన్.

ఇదంతా ఎలా ఉన్నా పదార్థ కణం, దాని విలోమ పదార్థ కణం కలిస్తే శక్తిని విడుదల చేస్తూ నాశనమై అదృశ్యమవుతాయి.

బిగ్ బ్యాంగ్ తరువాత తొలి క్షణాల్లో ఉష్ణం, విశ్వ కణ-ప్రతికణ జతలు కొల్లలుగా ఉద్భవించాయి.

అంతుచిక్కని విధానంలో విశ్వంలో మిగిలిపోయిన శక్తి ఒక్కటే నిలిచిపోయింది.

ప్రోటోడ్యూన్
డ్యూన్ వద్ద ఉపయోగించే సెర్న్ నిర్మించిన డిటెక్టర్ నమూనా

‘ఇదంతా విసుగుపుట్టించే వ్యవహారం.. ఇంక దీనిపై మాట్లాడలేం’’ అని మాంచెస్టర్ యూనివర్సిటీ కణ భౌతిక విభాగాధిపతి ప్రొఫెసర్ స్టీఫన్ సోల్డ్నర్-రెంబోల్డ్ బీబీసీ న్యూస్‌తో అన్నారు.

మరి, మార్పు కోసం ఏం జరిగింది?

‘టీ2కే’(టొకాయ్ టు కమియోకొ) ప్రయోగాలు అక్కడికే వచ్చాయి.

జపాన్‌లోని హిదా ప్రాంతంలోని కమియోకాలో భూగర్భంలో ఉన్న ‘సూపర్ కమియోకాండీ న్యూట్రినో అబ్జర్వేటరీ’ కేంద్రంగా ఈ టీ2కే గ్రూపు పరిశోధనలు చేస్తోంది.

ఈ అబ్జర్వేటరీలోని డిటెక్టర్లను ఉపయోగించుకుని న్యూట్రినోస్, అక్కడికి 295 కిలోమీటర్ల దూరంలో టొకాయ్‌లోని ‘ప్రోటాన్ యాక్సిలరేటర్ రీసెర్చ్ కాంప్లెక్స్’లో జనింపజేసే వాటి ప్రతిపదార్థాలైన యాంటీన్యూట్రినోలను పరిశీలిస్తుంటారు.

అవి భూమిలోపలి నుంచి ప్రయాణిస్తాయి కాబట్టి కణపదార్థం, కణ విలోమ పదార్థం రెండూ వివిధ భౌతిక లక్షణాల మధ్య డోలనాలు చెందుతుంటాయి.

న్యూట్రినోలు, యాంటిన్యూట్రినోల మధ్య వ్యత్యాసాలు కనుగొనడం వల్ల విశ్వంలో విలోమ పదార్థం కంటే భౌతికశాస్త్రవేత్తలు భావిస్తారు.

ఈ అసమానతను ‘చార్జ్-కంజుగేషన్ పారిటీ రివర్సల్(సీపీ) ఉల్లంఘన అంటారు.

ఆండ్రేయ్ సఖరోవ్
సోవియట్ యూనియన్ కోసం అణ్వస్త్రాలు తయారు చేసిన ఆండ్రేయ్ సఖరోవ్. ఆ తరువాత ఆయన నిరాయుధీకరణ ఉద్యమాలు చేశారు.

రష్యాకు చెందిన భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఆండ్రీ సఖరోవ్ 1967లో చెప్పిన ప్రకారం పదార్థం కానీ, విలోమ పదార్థం కానీ తయారు చేయాలంటే ఉండాల్సిన మూడు ఆవశ్యక పరిస్థితుల్లో ఈ సీపీ కూడా ఒకటి.

తొమ్మిదేళ్ల పాటు డేటాను విశ్లేషించిన తరువాత టీ2కే శాస్త్రవేత్తలు భూగర్భంలో న్యూట్రినో, యాంటీ న్యూట్రినోల డోలనాల మధ్య అసమానతలను గుర్తించారు.

ఈ ప్రయోగాల ఫలితం 3 సిగ్మా గణాంకాల స్థాయిని చేరింది. కణాల్లో సంభవించే చార్జ్-కంజుగేషన్ పారిటీ రివర్సల్ ఉల్లంఘనను సూచించడానికి ఇది సరిపోతుంది.

ఈ ఫలితాలన్నీ నేచర్ జర్నల్‌లో ప్రచురితమయ్యాయి. న్యూట్రినోల్లో చార్జ్-కంజుగేషన్ పారిటీ రివర్సల్ సారూప్యతా ఉల్లంఘనను గుర్తించడమనేది విశ్వం ఎలా ఆవిర్భవించిందనేది అర్థం చేసుకోవడంలో పెద్ద ముందడుగని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు.

టీ2కే ప్రయోగ ఫలితం విశ్వం ఇప్పుడున్న పదార్థ ఆధిపత్య విశ్వంగా ఎలా పరిణామం చెందిందన్నది వివరించే నమూనా రూపకల్పనకు అవకాశమేర్పరుస్తుందని శాస్త్రవేత్త ప్రొఫెసర్ సోల్డనర్ రెంబోల్డ్ అన్నారు.

Advertisements