Një neutrino e rëndë, e lënë prej kohësh në hije nga kërkimet shkencore, mund të ketë luajtur një rol vendimtar në mbizotërimin e materies ndaj antimateries pas Big Bengut. Studiuesit sugjerojnë se kjo grimcë mund të ketë lënë gjurmë të dallueshme edhe në valët gravitacionale të universit të hershëm.
Një grimcë elementare, e konsideruar për dekada me radhë si e parëndësishme në disa modele të fizikës së grimcave, mund të ndihmojë në zgjidhjen e një prej mistereve më të mëdha të shkencës: pse universi përbëhet kryesisht nga materia, ndërsa antimateria, që pritej të ishte e pranishme në sasi të ngjashme, është jashtëzakonisht e rrallë.
Kjo është hipoteza e paraqitur nga një ekip studiuesish nga Universiteti i Southamptonit në Mbretërinë e Bashkuar dhe Instituti Indian i Teknologjisë në Kanpur. Sipas tyre, një neutrino e rëndë, e cila ndërvepron dobët me grimcat e tjera dhe mund të mbijetojë për një kohë të gjatë, mund të ketë ndikuar në evolucionin e universit menjëherë pas Big Bengut.
Studimi është botuar në revistën shkencore Physical Review Letters.
Një grimcë që mund të ketë ndryshuar historinë e universit
Sipas kuptimit aktual të fizikës, materia dhe antimateria u krijuan në universin e hershëm. Kur një grimcë materie takohet me homologen e saj të antimateries, të dyja mund të asgjësohen, duke çliruar energji.
Nëse këto dy forma të materies do të ishin krijuar në sasi krejtësisht të barabarta dhe do të kishin evoluar në të njëjtat kushte, pjesa më e madhe e tyre do të ishte asgjësuar. Në atë rast, universi që njohim sot, me galaktikat, yjet dhe planetët, do të ishte shumë i ndryshëm.
Megjithatë, materia arriti të mbizotëronte. Shkencëtarët ende nuk e kanë përcaktuar plotësisht mekanizmin që shkaktoi këtë çekuilibër, i njohur si asimetria materie–antimaterie.
Në këtë kontekst, studiuesit kanë shqyrtuar rolin e një neutrinoje të rëndë, një grimcë hipotetike ose pjesë e modeleve të zgjeruara të fizikës së grimcave, në varësi të modelit teorik të përdorur.
Dr. Rishav Roshan nga Universiteti i Southamptonit shpjegon se kjo grimcë është nënvlerësuar në disa studime të mëparshme, për shkak të ndërveprimeve të saj të dobëta me pjesën tjetër të universit.
Por pikërisht jetëgjatësia e saj mund të ketë qenë vendimtare.
Si mund të ketë ndikuar neutrinoja e rëndë?
Sipas modelit të propozuar, neutrinoja e rëndë mund të jetë zbërthyer jashtëzakonisht ngadalë. Ndërsa universi zgjerohej dhe ftohej pas Big Bengut, kjo grimcë mund të ketë mbijetuar mjaftueshëm gjatë për të dominuar përkohësisht dendësinë e energjisë së universit.
Kjo do të kishte krijuar një periudhë të ndërmjetme gjatë së cilës zgjerimi kozmik dhe kushtet fizike të universit do të ndryshonin nga ato të parashikuara në skenarët më të thjeshtë.
Sipas studiuesve, kjo fazë e përkohshme mund të ketë ndikuar në temperaturën në të cilën grimcat themelore, përfshirë elektronet dhe grimcat e tjera të familjes së leptonëve, ndërveprojnë me antigrimcat e tyre.
Në këtë proces mund të ketë rol edhe bozoni Higgs, grimca që lidhet me mekanizmin përmes të cilit grimcat elementare marrin masë.
Ndryshimi i temperaturës dhe i kushteve të universit të hershëm mund të ketë ndikuar në mënyrën se si u krijua dhe u ruajt çekuilibri mes materies dhe antimateries.
Megjithatë, kjo mbetet një shpjegim teorik që kërkon verifikim të mëtejshëm. Nuk do të thotë se shkencëtarët e kanë zgjidhur përfundimisht misterin e origjinës së materies.
Valët gravitacionale mund të zbulojnë gjurmët e saj
Një nga aspektet më interesante të studimit është mundësia që ky skenar të testohet përmes vëzhgimeve kozmologjike.
Dr. Sudipta Show, bashkautor i studimit nga Instituti Indian i Teknologjisë në Kanpur, thekson se ndryshimet në mënyrën e zgjerimit të universit mund të kenë lënë gjurmë të dallueshme në valët gravitacionale të krijuara në fazat më të hershme të historisë kozmike.
Valët gravitacionale janë lëkundje të hapësirë-kohës që përhapen në univers. Shkencëtarët shpresojnë se studimi i sinjaleve të tyre të mundshme primordiale mund të zbulojë informacione për kushtet fizike që mbizotëronin menjëherë pas Big Bengut.
Nëse modeli i ri është i saktë, një sinjal i tillë mund të ndihmojë në përcaktimin nëse universi ka kaluar nëpër një periudhë të dominuar nga neutrinoja e rëndë përpara se të vazhdonte evolucionin e tij të mëvonshëm.
Megjithatë, deri tani bëhet fjalë për gjurmë të parashikuara teorikisht, jo për një zbulim të konfirmuar të sinjalit të kësaj grimce.
Një hap drejt zgjidhjes së një prej mistereve më të mëdha të fizikës
Pyetja se pse ekziston materia mbetet një nga problemet themelore të kozmologjisë dhe fizikës së grimcave. Pa një tepricë fillestare të materies, formimi i strukturave që përbëjnë universin e sotëm do të ishte i vështirë për t’u shpjeguar.
Studimi i ri propozon se një grimcë e anashkaluar mund të ketë ndikuar jo vetëm në çekuilibrin mes materies dhe antimateries, por edhe në historinë e zgjerimit të universit të hershëm.
Nëse parashikimet e modelit konfirmohen nga vëzhgimet e ardhshme, ato mund të ofrojnë një mënyrë të re për të hetuar proceset që ndodhën në çastet e para të evolucionit kozmik.
Për momentin, neutrinoja e rëndë mbetet një pjesë e një hipoteze shkencore që duhet testuar. Por ideja se një grimcë e konsideruar prej kohësh e parëndësishme mund të ketë ndihmuar në përcaktimin e universit ku jetojmë, e bën këtë kërkim veçanërisht interesant.
