Mokslas ir gyvenimas 2012 Nr. 5-6 1 - Vilniaus universitetas

Protonø susidûrimasrealiame CMS eksperimente,kuriame ið dviejø Z bozonøsusidaro keturi elektronai.Elektronø energijà þenklinaraudoni stulpai. Tinklelisrodo trekerio iðoriná kraðtàÐvino jonø susidûrimø metu paþyra tûkstanèiaisubatominiø daleliønø plazmos tankis ir temperatûra, taippat nustatyta, kad ji elgiasi beveik kaipidealus skystis, turintis labai maþà klampumà,ir pastebëti kiti nauji fenomenai.Antimedþiagos máslëKaþkur prapuolë antimedþiaga – ne,ne ið CERN‘o, kuriame yra antimedþiagosgamykla, bet visoje visatoje! Tokiàiðvadà darome po skrupulingø visatostyrimø. Kiekvienai elementariajai daleleiegzistuoja antidalelë, turinti tokià paèiàmasæ, bet skirtingà elektros krûvá. Susidûrusiosdalelës ir antidalelës iðnyksta,o anihiliacijos procesas jø mases paverèiaenergija. Pagal Didþiojo sprogimoteorijà pradinëje visatoje turëjo susikurtivienodas medþiagos ir antimedþiagoskiekis. Jeigu tokia proporcija bûtøiðsilaikiusi, tai dalelës ir antidalelës bûtøsunaikinusios viena kità ir Visatoje liktøtik gryna energija. Bet ðiandien, kiekmes matome, viskas sudaryta ið medþiagosir randami tik labai maþi antimedþiagoskiekiai. Tad kaþkas turëjo atsitikti,nes buvo paþeista medþiagos ir antimedþiagossimetrija, ir tai išsiaiškinti vienasdidþiausiø fizikos iððûkiø.Per keletà pastarøjø deðimtmeèiø fizikaisuprato, kad gamtos dësniai ne visadavienodai veikia dalelëms ir antidalelëms.Buvo pastebëta, kad prieð virsmàkai kurios neutraliosios dalelës (pavyzdþiui,B-mezonai) milijonus kartø persekundæ spontaniðkai transformuojasi(arba osciliuoja) á savo antidalelæ. Kaþkokieneþinomi veiksniai galëjo ásiterptiá ðá procesà ir ankstyvosios visatos osciliuojanèiosdalelës galëjo daþniau virstidalelëmis nei antidalelëmis. Kitas populiaruspaaiðkinimas, kad silpnoji sàveika,kuri atsakinga uþ daleliø virsmus, galilemti medþiagos ir antimedþiagos asimetrijà.Viena ið priemoniø ðiai prielaidaipaaiðkinti yra prieð keturis deðimtmeèiusatrastas krûvio-lyginumo paþeidimas(CP violation). Ðis paþeidimasreiðkia, kad kai kuriø daleliø ir jø antidaleliøvirsmø proporcijos truputá skiriasi.Viena ið tokiø daleliø yra B mezonas, kurissudarytas ið þemiausiøjø („b“) kvarkø.LHC greitintuvas sukurs daugybæ tokiødaleliø, o detektoriuose bus galimastudijuoti jø virsmus. Vienas ið detektoriø– LHCb, kaip tik specialiai ir buvo sukurtastokiems eksperimentams vykdyti.Aptikus didelæ asimetrijà tarp b ir anti-bkvarkø virsmø, bûtø galima pasakytidaugiau, kodël gamtai labiau patinkamedþiaga negu antimedþiaga.Kiti iððûkiaiBe paminëtø LHC greitintuvo uþduoèiø,fizikai tikisi, kad jis padës atsakytiá daugelá kitø klausimø. Vienas ið jø– dar smulkesniø fundamentaliøjø daleliøpaieðka. Kai kurios teorijos teigia,kad Standartiniame modelyje apraðomos12 elementariøjø daleliø yra sudarytosið dar smulkesniø daleliø, vadinamøpreonais. Skirtingos preonø kombinacijosleistø paaiðkinti tokias daleliøcharakteristikas, kaip masë ar krûvis.LHC pasiekiama didelë protonø susidûrimoenergija ir sugeneruotas milþiniðkasduomenø kiekis sukuria sàlygastokiems tyrimams, kurie gali atverti naujàsubatominiø daleliø pasaulá. Kitas fizikamsnerimà keliantis klausimas – kodëlgamta sukûrë tik tris daleliø generacijas,o gal egzistuoja ketvirta? Visai tikëtina,kad LHC eksperimentuose bûtøaptikta ketvirtos generacijos daleliø –daug masyvesniø negu buvo galima sukurtiankstesniais daleliø greitintuvais.Tokiø daleliø atradimas palengvintømokslininkø paieðkas sprendþiant didþiausiasðiø dienø fizikos paslaptis, kaipmedþiagos ir antimedþiagos asimetrijaarba tamsiosios medþiagos kilmë.LHC greitintuvas þada atverti naujos,ádomios fizikos vartus ir tuo ásitikinsimedar ðiais metais. Jeigu eksperimentatoriaineaptiks Higgso bozono,tuomet teoretikai turës gerai pakrapðtytigalvas kurdami naujà fizikiná pasaulëvaizdá.Jeigu vëliau bûtø aptiktos naujosfundamentaliosios dalelës arba papildomosdimensijos, tuomet ávyktø revoliucijasubatominiø daleliø fizikoje, ogal net atsirastø ir egzotiðkø naujøjø þiniøpritaikymø kasdieniame gyvenime.Tiesa, jei eksperimentiðkai bûtø aptiktikokios nors naujos dalelës pëdsakai,dar praeitø nemaþai laiko, kol nustaèiusjos savybes ji bûtø „teisëtai“ priskirtavienai ar kitai teorijai. Lietuvos fizikai taippat prisideda tiesiant kelià á naujà fizikà,o ðis kelias tikrai ádomus.Straipsnis parengtas D. Jurèiukoniuidalyvaujant projekte „Podoktorantûrosstaþuoèiø ágyvendinimas Lietuvoje“, kurisfinansuojamas pagal Europos Sàjungosstruktûriniø fondø Þmogiðkøjø iðtekliø plëtrosveiksmø programos, Mokslininkø ir kitø tyrëjømobilumo ir studentø moksliniø darbøskatinimo priemonæ (VP1-3.1-ÐMM-01).Mokslas ir gyvenimas 2012 Nr. 5-6 25