Vonzó Rém Creative Commons License 2021.07.07 0 2 2410

Alapvetően két megmaradási törvény van:

 

1. Barionszám megmaradása. Ha van akármilyen rendszered, amiben a kiinduló állapotban volt n proton (vagy neutron), akkor bármi történik, a végeredményben is annyi lesz. Antirészecskék negatív előjellel számítanak (ezért lehetséges például olyan, hogy jó nagy gammafoton belemegy egy protonba, és lesz belőle két proton meg egy antiproton). A számok nyelvén megfogalmazva: proton, neutron (és egzotikusabb pajtásaik, pl. minden hiperonok) barionszáma 1. Ezek antirészecskéinek barionszáma -1. Egy teljes rendszer barionszámának megváltozását eddig semmilyen kísérletben nem sikerült megfigyelni. Eléggé úgy néz ki, hogy van nekik valamijük, amit se létrehozni, se megszüntetni nem lehet.

 

2. Leptonszám megmaradása. Itt ugyanez van, csak elektronra illetve elektron-neutrinóra. Müonra, tauonra ugyanez van, de ezek egymástól függetlenek. Tehát lényegében is három, egymástól független szabályról és három különböző leptonszámról van szó. Ezért például ha a müon elbomlik, akkor lesz belőle egy elektron, egy müon-neutrinó és egy elektron-antineutrinó.

 

A barionszám megmaradása az nem a semmiből van, hanem alapvetően a kvarkok megmaradásából jön ki. A leptonszám(ok) megmaradása viszont alapvető.

 

Ezen törvények egyikét sem a kalapból húzta elő Rodolfó, hanem milliónyi részecskefizikai reakcióban, billiónyi mérési eredmény támassza alá őket. Viszont alapvetően nem tudjuk, hogy miért van így. Azt tudjuk, hogy minden egyes reakcióban eddig így volt, és ezért lett ilyenre alakítva a Standard Modell.

 

---

 

Na most a feltételezés az, hogy nagyon nagy energiákon igazából nem a barionszám (illetve a három különböző leptopszám) marad meg, hanem ezek különbsége. Ezt sem a kalapból húzták elő, hanem onnan jön, hogy bizonyos görbék meghosszabbítva elég gyanúsan egy pontba tartanak (ha érdekel valakit, erről még írhatok többet). Az is erre utal, hogy elég erős kísérleti bizonyíték van rá, hogy a három különböző neutrinófajta átalakulhat egymásba, ami sérti (mindhárom) leptonszám-megmaradási törvényt.

 

Ezeknek a direkt megfigyeléséhez a mostani csúcs gyorsítóban létrehozott energiáknál is milliárdszor nagyobb kellene. Ezért nem sikerült eddig megfigyelni. Meg azért sem, mert ha ez alacsonyabb energiákoz is lehetséges volna, akkor a proton elég könnyen le tudna bomlani elektronra (vagy müonra, pionra) ahhoz, hogy meg lehessen figyelni.

 

Sőt, mivel konkrétan a mostani top gyorsító (LHC) egy részecskére jutó energiájának milliárdszorosának létrehozására semmi remény nincsen, igazából éppenhogy a protonbomlás megfigyelése (vagy nem megfigyelése) a legígéretesebb lehetőség arra, hogy ezekről az igen magas energiaskálákról valami információhoz jussunk. Sajnos azonban, mivel a barion leptonná bomlása igen nehéz, ezért a protonbomlás is igen nehéz ügy. Például, ha a proton 10^36 év alatt bomlik el, miközben a világegyetem meg csak kb. 10^10 éves, akkor gond van.

 

Szerencsére itt van némi trükközési: nézzünk akkor 10^36 db protont egy évig. Ha mákunk van, és jók a műszerek, akkor sikerülhet kimutatni 1 db bomlást. 6*10^23 db proton az ugye csak 1g, úgyhogy nem kell túl sok tonna folyékony hidrogén (vagy csak sima desztillált víz) hozzá. Ezt csinálják is.

 

Eddig nem találtak semmit, de...

1. Az, hogy eddig semmit sem találtak, nem jelenti azt, hogy nem is fognak. Viszont kétségkívül egy rendkívüli hátránya a koncepciónak, hogy ez csak az egyik irányba tudja eldönteni a kérdést: az, hogy pl. egy tonna vízben, egy év alatt nem volt bomlás, lehet azért is, mert a proton mégsem bomlik, meg azért is, mert igazából száz tonna vizet kellett volna nézni tíz évig.

 

2. Az, hogy eddig nem találtak elbomlott protont, egy alsó limitet jelent a felezési idejére. Tehát annyi információt azért csak sikerült kapnunk a természettől, hogy ha van protonbomlás, akkor ahhoz legalább X*10^15 GeV energia kell. Ez egy szűk és feltételes információ, de a semminél ez is több (segít tuningolni a standard modell fölötti elméleteket).

 

Azok, akik egész életükben ilyen elméleteken agyalnak, inkább fogadnának arra, hogy igen, van protonbomlás (lásd: neutrinó-oszcilláció illetve az egymásba tartó görbék). De biztosat nem tud senki.

Előzmény: Elminster Aumar (2409)