შიდაგალაქტიკური ველი და კომბინირებული სისწორის დარღვევა

 ზოგიერთი ნაწილაკის დაშლის დროს დამზერილი კომბინირებული სისწორის(პარიტეტი, parity) დარღვევის მიზეზი ახლაც გაურკვეველი რჩება. ინგლისელი ფიზიკოსი მარკ ჰედლი, ამ მოვლენის ახსნას საკმაოდ ექსტრავაგანტული ჰიპოთეზით ცდილობს: მისი აზრით, ჩვენ უბრალოდ, უადგილო ადგილზე აღმოვჩნდით.

 წინა საუკუნის შუამდე, თეორეტიკოსები ვარაუდობდნენ, ხოლო ექსპერიმენტატორები გარანტიას იძლეოდნენ, რომ ელემენტარული ნაწილეკების ურთიერთგარდაქმნა, აბსოლუტურად ყველა შემთხვევში, ინვარიანტულია სარკული სიმეტრიის მიმართ. ანუ, ნებისმიერი პროცესი მათი მონაწილეობით არ იცვლება ბრტყელი სარკის ანარეკლში, როგორც არ უნდა მოვათავსოთ ის სივრცეში – რაღაც ამდაგვარი ხდება თუ მარცხენას შევცვლით მარჯვენათი ან პირიქით. ფიზიკოსები ასეთ ინვარიანტულობას სისწორის(parity, ისევ ვერ მოვიძიე შესაბამისი ქართული სიტყვა) შენახვას უწოდებენ. ის აშკარად და ბუნებრივად გვეჩვენება, რადგან მარჯვენასა და მარცხენას შორის განსხვავება სრულიად პირობითია. ოთხი ფუნდამენტური ურთიერთქმედებიდან – გრავიტაციული, ელექტრომაგნიტური, ძლიერი და სუსტი – პირველი სამი ნამდვილად ემორჩილება სისწორის შენახვის კანონს. აი სუსტ ურთიერთქმედებებში(მაგალითად, ბირთვების ბეტა-დაშლა) კი სისწორე არ ნარჩუნდება. შეიძლება ითქვას, რომ ნაწილაკების ურთიერთგარდაქმნები, მართული სუსტი ურთიერთქმედებების მიერ, რეაგირებენ განსხვავებაზე მარჯვენასა და მარცხენას შორის. ეს განსაკუთრებული თვისება თეორიულად 1956 წელს იწინასწარმეტყველეს და მალე ექსპერიმენტითაც დაამტკიცეს.

მარჯ…ცხნის..ააკენ!

 არსებობს სისწორის კომბინირებული ინვერსია, მუხტის ნიშნის შეცვლა(C, charge), რომელიც ნაწილაკს ანტინაწილაკად გარდაქმნის, სისწორის(P, parity) ინვერსიასთან ერთად, რომელიც სარკულად ”აირეკლავს” ნაწილაკს, ”მარცხენას” შეცვლით ”მარჯვენაზე”(იმპულსის მიმართულება). ძლიერი და ელ.მაგნიტური ურთიერთქმედება CP-ინვერსიის მიმართ სიმეტრიულებია(როგორც ფიზიკოსები ამბობენ, ინვარიანტულები), სუსტი კი არა, რაც ზოგიერთი დაშლის დროს დაიმზირება. კერძოდ, ნეიტრალური კაონები(К-მეზონები, რომლებიც s-ანტიკვარკისგან და d ან u-კვარკებისგან შედგება) ოსცილირებენ, ანუ ანტინაწილაკებად გარდაიქმნებიან და პირიქით. გარდაქმნათა ალბათობა პირდაპირი და უკუმიმართულებებით არ არის ერთმანეთის ტოლი, რაც CP-სიმეტრიის დარღვევაზე მიუთითებს(ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელი).

1964 წელს, ამერიკელმა მკვლევარებმა, ჯეიმს ქრონიმ და ველ ფიჩმა, ბრუქჰეივენის ნაციონალურ ლაბორატორიაში არსებულ ამაჩქარებელზე ჩატარებული ექსპერიმენტებით დაადგინეს, რომ ნეიტრალური К-მეზონები ამ სისწორის სუსტად გამოხატული შეუნარჩუნებლობით იშლებოდა. ამ აღმოჩენისთვის 1980 წელს მათ ნობელის პრემია მიანიჭეს ფიზიკაში. 2001 წელს ა.შ.შ.(CP-დარღვევა პროტონულ-ანტიპროტონული წყვილების მონაწილეობით) და იაპონურ(ამუშავდა განახლებული იაპონური ამაჩქარებელი SuperKEKB) ამაჩქარებლებზე ჩატარებული კვლევევბით დამტკიცდა, რომ ნეიტრალური D-მეზონებისა და B-მეზონების დაშლებში, კომბინირებული სისწორე ასევე არ ინახება.

 უადგილო ადგილზე

 ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის მიხედვით, სისწორის დარღვევა, სუსტი ურთიერთქმდებისთვის დამახასიათებელი ფუნდამენტური თვისებაა. სწორედ ამის წინააღმდეგ გამოდის მარკ ჰედლი. მისი აზრით, სუსუტი ურთიერთქმედება სისწორეს ინარჩუნებს, მაგრამ ჩვენ ვერ ვამჩნევთ ამას, რამეთუ… სამყაროს უადგილო ადგილზე ვიმყოფებით. დედამიწა, მზის გარშემო ბრუნავს, მზე – დანარჩენ ვარსკვლავებთან ერთად ჩვენი გალაქტიკის ცენტრის გარშემო(საით და რა სიჩქარით მივქრით 2). ეს მოძრაობა დრო-სივრცეზე ზემოქმედებს, გეომეტრიას უცვლის მას. დედამიწის ორბიტული ბრუნვის წილი მიზერულია, რასაც ვერ ვიტყვით გალაქტიკურ ბრუნვაზე, რომელშიც ასეულობით მილიარდი ვარსკვლავი მონაწილეობს. ამით, სივრცეში წარმოქნება გარკვეული მიმართულება, საითაც გალაქტიკის იმპულსის მომენტის ვექტორია მიმართული. შიდაგალაქტიკურ სივრცეს სარკული სიმეტრია არ გააჩნია და ვერც ელემენტარული ნაწილაკების გარდაქმნებს დაავალდებულებ ამაში.

 ჰედლი თვლის, რომ გალაქტიკის ბრუნვაში ჩახვეული სივრცე-დრო, გარკვეულ ველს ქმნის, რომელიც ნაწილაკებსა და ანტინაწილაკებზე სხვადასხვაგვარად ზემოქმედებს. მოვლენა არ არის უნივერსალური, ის ნაწილაკებსა და გარდაქმნათა ტიპებზეა დამოკიდებული. შიდაგალაქტიკური ველი ყველაზე ძლიერად იმ ნაწილაკებზე ზემოქმედებს, რომელთა დაშლებშიც კომბინირებული სისწორეც კი არ ნარჩუნდება.

ორიენტაცია გალაქტიკაზე

 ჰედლის ჰიპოთეზას თუ დავუჯერებთ, სისწორის შენახვის შესამოწმებელი ექსპერინეტების შედეგი იმაზეა დამოკიდებული, სად ტარდება ეს ექსპერიმენტები. პატარა სფერულ გალაქტიკაში, მცირე ბრუნვის მომენტით, სისწორე გაცილებით უკეთ შენარჩუნდებოდა, ვიდრე დედამიწაზე, ხოლო სადმე, კომსოსის სიცარიელეში ეს სარკული ანარეკლი საერთოდ არაფერს შეცვლიდა. აქედან გამომდინარე, სწრაფად მბრუნავ ნეიტრონულ ვარსკვლავებთან ახლოს, სისწორის შენახვის კანონს სულ მთლად გადაგვარებული სახე ექნებოდა(დეფორმირებული დრო-სივრცე პულსარს მალავს).

 ჰედლი თვლის, რომ ამ ფაქტის შემოწმება დედამიწაზეც შეიძლება, დღესვე. ამისათვის საჭიროა ინახოს, იცვლება თუ არა სისწორის დარღვევის ხასიათი ნაწილაკების გაფანტვის მიმართულების მიხედვით, გალაქტიკის ბრუნვის ვექტორის მიმართ. ჰედლი იმასაც უშვებს, რომ ამის დადგენა ამაჩქარებლებზე უკვე დაგროვებული მონაცემებითაც შეიძლება. თუ ეფექტის არსებობა დამტკიცდა, მომავლის ამაჩქარებლებზე არა მარტო დედამიწისეული კოორდინატები იქნება გათვალისწინებული, არამედ – გალაქტიკურიც.

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *