Zábavný kov má potenciál zmeniť vesmír, ako ho poznáme: Čo je to „gáliová anomália“?
Gálium je kov, ktorý sa ti vie roztaviť na ruke. Vedci ho používajú k experimentom, ktoré majú potenciál zmeniť naše chápanie vesmíru.
Gálium je zaujímavý materiál. Ide o pevný kov s mimoriadne nízkou teplotou tavenia, čo znamená že sa dokáže premeniť na tekutinu na tvojej ruke. Výskumníci ho ale využívajú na výskum solárnych neutrín. Ako informuje portál IFL Science, počas jedného z týchto výskumov natrafili na niečo, čo môže zmeniť modernú fyziku.
Výskumníci vysvetľujú, že gálium v tomto prípade nie je na vine. Revolučný objav sa týka štandardného modelu časticovej fyziky, čo je momentálne jedna z najlepších teórií, aké ľudstvo navrhlo. Vedci si však uvedomujú, že aj tento model má svoje limity, no zatiaľ nevieme povedať, kde tieto limity sú. O niečo lepšiu predstavu ale priniesla práve táto štúdia, ktorá pracovala s gáliom.
Ako autori štúdie vysvetľujú, keď izotop gálium-71 interaguje s elektrónovými neutrínami, rozpadá sa na izotop germánium-71. Tento prvok nie je na rozdiel od gália stabilný a má polčas rozpadu 11,4 dní. Po tejto dobe sa rozpadá späť na gálium. Ide o proces, ktorý je merateľný a pre výskumníkov veľmi výhodný.
“Neutrína sú veľmi zvláštne malé častice. Poznáme tri druhy neutrín, elektrónové neutrína, muónové neutrína a tau neutrína. Tieto typy označujeme tiež ako “príchute”. Tieto typy nemajú elektrický náboj a tak malú hmotnosť, že sme dlho predpokladali, že žiadnu hmotnosť nemajú. Neutrína dokážu letieť naprieč celým vesmírom nerušene a každú sekundu vašim telom prechádza približne 100-triliónov neutrín, no nedokážete ich cítiť,” vysvetľujú autori štúdie.
Neutrína vznikajú počas celej rady kozmických udalostí. Vznikajú aj počas jadrovej fúzie, ktorá prebieha v jadre Slnka a väčšiny hviezd. Keď ale neutrína cestujú naprieč vesmírom, vtedy menia svoje “príchute”. Neutrína sa menia z elektrónových na muónové a následne na tau neutrína alebo opačne. Ako rýchlo táto oscilácia nastáva, vedci predpovedali prakticky aj teoreticky.
Niečo tu nesedí
Autori novej štúdie ale tvrdia, že niečo nie je tak, ako by byť malo. Ukázali to experimenty pomocou gália, ktoré ale nevytvárajú toľko germánia, koľko by mali. Dokázali to dva experimenty, Sovietsko-americký gáliový experiment a taliansky experiment GALLEX. Oba experimenty viedli ku vzniku takzvanej gáliovej anomálii.
Neprehliadnite
Aj potom vzniklo niekoľko ďalších experimentov, ktoré ukazovali rovnakú vec. Pri rozpade gália vzniká o približne 20 až 24 % menej germánia, než by malo.
Výskumníci doteraz nemajú jasnú predstavu o tom, prečo takáto anomália existuje. Všetko stále nasvedčuje tomu, že existujú len tri typy neutrín, no vedecká komunita prišla s hypotézou o sterilnom neutríne. Ide o nový typ častice, ktorá interaguje cez gravitáciu a mala by mať hmotnosť jednej päťstotiny elektrónu.
Viaceré štúdie vylúčili existenciu sterilného neutrína, no výsledky niektorých štúdií naznačujú, že by predsa len mohlo existovať, no jeho hmotnosť je väčšia.
Sterilné neutríno nie je definitívnou odpoveďou
Autori novej štúdie hovoria, že sterilné neutríno zatiaľ nerieši gáliovú anomáliu. Lenže prečo teda vzniká menej germánia? Jednou z možností je, že výskumníci niečo po celý čas prehliadajú alebo zle pochopili nejaký aspekt tohto procesu. Podľa druhej možnosti ale môže existovať úplne odlišné vysvetlenie, ktoré vyžaduje fyziku za štandardným modelom.
Ak odpoveď leží niekde za hranicami nášho chápania fyziky, potom musíme na odpoveď počkať a nikto nevie povedať, kedy sa jej dočkáme. Viacero výskumníkov v poslednej dobe spochybnilo správnosť štandardného modelu. Doteraz sa však neobjavila teória, ktorá dokáže uspokojivo vysvetliť všetko to, čo vysvetľuje štandardný model.
Výskumníci hovoria, že ak chceme nahradiť štandardný model novou teóriou, tá musí fungovať lepšie ako štandardný model. Nakoniec sa možno zistí, že za záhadu gália môže niečo, čo sme nesprávne pochopili.
Komentáre