ໃນຊ່ວງຕົ້ນໆ ຈັກກະວານທັນທີຫຼັງຈາກ Big Bang, 'ເລື່ອງ'ແລະ 'antimatter' ທັງສອງມີຢູ່ໃນຈໍານວນເທົ່າທຽມກັນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສໍາລັບເຫດຜົນຍັງບໍ່ທັນຮູ້, ໄດ້ເລື່ອງ' ຄອບຄອງປັດຈຸບັນ ຈັກກະວານ. ບໍ່ດົນມານີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າ T2K ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປະກົດຕົວຂອງການລະເມີດ Charge-Parity ທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນ neutrino ແລະ oscillations ຕ້ານ neutrino ທີ່ສອດຄ້ອງກັນ. ນີ້ແມ່ນບາດກ້າວຕໍ່ໄປໃນການເຂົ້າໃຈວ່າເປັນຫຍັງ ເລື່ອງ ຄອບຄອງ ຈັກກະວານ.
ສຽງປັ້ງໃຫຍ່ (ທີ່ເກີດຂຶ້ນປະມານ 13.8 ຕື້ປີກ່ອນ) ແລະທິດສະດີອື່ນໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງຟີຊິກແນະນໍາວ່າໃນຕົ້ນປີ. ຈັກກະວານ ແມ່ນລັງສີ 'ເດັ່ນ' ແລະ 'ເລື່ອງ' ແລະ 'ທາດປະສົມ' ມີຢູ່ໃນຈໍານວນເທົ່າທຽມກັນ.
ແຕ່ວ່າ ຈັກກະວານ ທີ່ພວກເຮົາຮູ້ວ່າມື້ນີ້ແມ່ນ 'ບັນຫາ' ເດັ່ນ. ເປັນຫຍັງ? ນີ້ແມ່ນຫນຶ່ງໃນຄວາມລຶກລັບ intriguing ທີ່ສຸດຂອງ ຈັກກະວານທີ່ຢູ່ (1)
ໄດ້ ຈັກກະວານ ທີ່ພວກເຮົາຮູ້ໃນມື້ນີ້ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍປະລິມານເທົ່າທຽມກັນຂອງ 'ວັດຖຸ' ແລະ 'antimatter', ທັງສອງໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນເປັນຄູ່ຕາມກົດ ໝາຍ ຂອງ ທຳ ມະຊາດຕ້ອງການແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຖືກ ທຳ ລາຍການຜະລິດລັງສີຫຼາຍຄັ້ງທີ່ຮູ້ກັນວ່າ 'ລັງສີພື້ນຖານຂອງ cosmic'. ພາຍໃນປະມານ 100 ວິນາທີຂອງສຽງປັ້ງໃຫຍ່, ອະນຸພາກ (ອະນຸພາກ) ໄດ້ເລີ່ມມີຈໍານວນ antiparticles ຫຼາຍກວ່າຈໍານວນ antiparticle ໂດຍເວົ້າວ່າຫນຶ່ງໃນທຸກໆຕື້ແລະພາຍໃນວິນາທີ antimatter ທັງຫມົດໄດ້ຖືກທໍາລາຍ, ເຫຼືອໄວ້ທາງຫລັງຂອງສານ.
ຂະບວນການ ຫຼືກົນໄກອັນໃດທີ່ຈະສ້າງຄວາມແຕກຕ່າງ ຫຼືຄວາມບໍ່ສົມມາດລະຫວ່າງສະເລື່ອງ ແລະ ທາດແທ້ອັນນີ້?
ໃນປີ 1967, ນັກຟິສິກທິດສະດີຂອງລັດເຊຍ Andrei Sakharov ໄດ້ວາງເງື່ອນໄຂສາມຢ່າງທີ່ມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບຄວາມບໍ່ສົມດຸນ (ຫຼືການຜະລິດຂອງສານແລະທາດຕ້ານທານໃນອັດຕາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ) ທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນຢູ່ໃນໂລກ. ຈັກກະວານ. ເງື່ອນໄຂ Sakharov ທໍາອິດແມ່ນຈໍານວນ baryon (ຈໍານວນ quantum ທີ່ຍັງຄົງຮັກສາຢູ່ໃນການໂຕ້ຕອບ) ການລະເມີດ. ມັນຫມາຍຄວາມວ່າ protons ທໍາລາຍຢ່າງຊ້າໆເຂົ້າໄປໃນອະນຸພາກ subatomic ທີ່ອ່ອນກວ່າເຊັ່ນ pion ເປັນກາງແລະpositron. ເຊັ່ນດຽວກັນ, antiproton ທໍາລາຍເຂົ້າໄປໃນ pion ແລະເອເລັກໂຕຣນິກ. ເງື່ອນໄຂທີສອງແມ່ນການລະເມີດ symmetry conjugation ຄ່າບໍລິການ, C, ແລະ charge conjugation-parity symmetry, CP ຍັງເອີ້ນວ່າການລະເມີດ Charge-Parity. ເງື່ອນໄຂທີສາມແມ່ນວ່າຂະບວນການທີ່ສ້າງ baryon-asymmetry ຈະຕ້ອງບໍ່ຢູ່ໃນຄວາມສົມດຸນຂອງຄວາມຮ້ອນເນື່ອງຈາກການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາຫຼຸດລົງການປະກົດຕົວຂອງຄູ່ການທໍາລາຍ.
ມັນແມ່ນເງື່ອນໄຂທີສອງຂອງ Sakharov ຂອງການລະເມີດ CP, ເຊິ່ງເປັນຕົວຢ່າງຂອງປະເພດຂອງຄວາມບໍ່ສົມດຸນລະຫວ່າງອະນຸພາກແລະ antiparticles ຂອງພວກມັນທີ່ອະທິບາຍວິທີການທີ່ພວກມັນທໍາລາຍ. ໂດຍການປຽບທຽບວິທີການຂອງອະນຸພາກແລະ antiparticles ປະຕິບັດຕົວ, ເຊັ່ນ, ວິທີທີ່ພວກມັນເຄື່ອນຍ້າຍ, ປະຕິສໍາພັນ, ແລະການເສື່ອມໂຊມ, ນັກວິທະຍາສາດສາມາດຊອກຫາຫຼັກຖານຂອງຄວາມບໍ່ສົມດຸນນັ້ນ. ການລະເມີດ CP ສະຫນອງຫຼັກຖານວ່າບາງຂະບວນການທາງດ້ານຮ່າງກາຍທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກມີຄວາມຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການຜະລິດຄວາມແຕກຕ່າງຂອງສານແລະທາດຕ້ານທານ.
ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າແລະ 'ປະຕິສໍາພັນທີ່ເຂັ້ມແຂງ' ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນ symmetric ພາຍໃຕ້ C ແລະ P, ແລະດັ່ງນັ້ນພວກເຂົາຍັງ symmetric ພາຍໃຕ້ຜະລິດຕະພັນ CP (3). "ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ນີ້ບໍ່ແມ່ນກໍລະນີສໍາລັບ 'ການໂຕ້ຕອບທີ່ອ່ອນແອ', ເຊິ່ງລະເມີດທັງ C ແລະ P symmetries' Prof. BA Robson ເວົ້າວ່າ. ທ່ານກ່າວຕື່ມວ່າ "ການລະເມີດຂອງ CP ໃນການໂຕ້ຕອບທີ່ອ່ອນແອຫມາຍຄວາມວ່າຂະບວນການທາງດ້ານຮ່າງກາຍດັ່ງກ່າວສາມາດນໍາໄປສູ່ການລະເມີດໂດຍທາງອ້ອມຂອງຈໍານວນ baryon ດັ່ງນັ້ນການສ້າງບັນຫາແມ່ນເປັນທີ່ນິຍົມຫຼາຍກວ່າການສ້າງ antimatter". ອະນຸພາກທີ່ບໍ່ແມ່ນ quark ບໍ່ໄດ້ສະແດງການລະເມີດ CP ໃດໆ, ໃນຂະນະທີ່ການລະເມີດ CP ໃນ quarks ມີຂະຫນາດນ້ອຍເກີນໄປແລະບໍ່ມີຄວາມຫມາຍທີ່ຈະມີຄວາມແຕກຕ່າງໃນການສ້າງສານແລະ antimatter. ດັ່ງນັ້ນ, ການລະເມີດ CP ໃນ lepton (neutrinos) ກາຍເປັນສິ່ງສໍາຄັນແລະຖ້າມັນຖືກພິສູດແລ້ວມັນຈະຕອບວ່າເປັນຫຍັງ ຈັກກະວານ ເປັນເລື່ອງທີ່ເດັ່ນ.
ເຖິງແມ່ນວ່າການລະເມີດ CP symmetry ຍັງບໍ່ທັນໄດ້ຮັບການພິສູດຢ່າງແນ່ນອນ (1) ແຕ່ການຄົ້ນພົບທີ່ລາຍງານໂດຍທີມງານ T2K ບໍ່ດົນມານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່ານັກວິທະຍາສາດແມ່ນໃກ້ຊິດກັບມັນ. ມັນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນເປັນຄັ້ງທໍາອິດວ່າການຫັນປ່ຽນຈາກອະນຸພາກໄປຫາເອເລັກໂຕຣນິກແລະ neutrino ໄດ້ຮັບການສະຫນັບສະຫນູນໃນໄລຍະການຫັນປ່ຽນຈາກ antiparticle ກັບ electron ແລະ antineutrino, ໂດຍຜ່ານການທົດລອງທີ່ມີຄວາມຊັບຊ້ອນສູງທີ່ T2K (Tokai ກັບ Kamioka) (2). T2K ໝາຍເຖິງຫ້ອງທົດລອງຄູ່, ໂຄງການຄົ້ນຄ້ວາ Proton Accelerator Complex (J-Parc) ຂອງຍີ່ປຸ່ນ. ໂຕະ ແລະຫໍສັງເກດການນິວຕຼີໂນໃຕ້ດິນ Super-Kamiokande ຢູ່ໃນ ຄາມິໂອກາ, ຍີ່ປຸ່ນ, ແຍກປະມານ 300 ກິໂລແມັດ. ເຄື່ອງເລັ່ງ proton ຢູ່ Tokai ຜະລິດອະນຸພາກແລະ antiparticles ຈາກການ collision ພະລັງງານສູງແລະເຄື່ອງກວດຈັບທີ່ Kamioka ສັງເກດເຫັນ neutrinos ແລະຄູ່ຮ່ວມງານ antimatter ຂອງເຂົາເຈົ້າ, antineutrinos ໂດຍການວັດແທກທີ່ຊັດເຈນຫຼາຍ.
ຫຼັງຈາກການວິເຄາະຂໍ້ມູນຫຼາຍປີຂອງ T2K, ນັກວິທະຍາສາດສາມາດວັດແທກພາລາມິເຕີທີ່ເອີ້ນວ່າ delta-CP, ເຊິ່ງຄວບຄຸມ CP symmetry breaking ໃນ neutrino oscillation ແລະພົບວ່າບໍ່ກົງກັນຫຼືຄວາມມັກສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບອັດຕາ neutrino ເຊິ່ງສາມາດນໍາໄປສູ່ການ. ການຢືນຢັນການລະເມີດ CP ໃນວິທີການ neutrinos ແລະ antineutrinos oscillated. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ພົບເຫັນໂດຍທີມງານ T2K ແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນທາງສະຖິຕິຂອງ 3-sigma ຫຼືລະດັບຄວາມຫມັ້ນໃຈ 99.7%. ມັນເປັນຜົນສໍາເລັດອັນສໍາຄັນຍ້ອນວ່າການຢືນຢັນການລະເມີດ CP ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ neutrinos ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການຄອບງໍາຂອງສານໃນ. ຈັກກະວານ. ການທົດລອງເພີ່ມເຕີມກັບຖານຂໍ້ມູນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຈະທົດສອບວ່າການລະເມີດ CP symmetry leptonic ນີ້ແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າການລະເມີດ CP ໃນ quarks. ຖ້າມັນເປັນດັ່ງນັ້ນ, ໃນທີ່ສຸດພວກເຮົາຈະມີຄໍາຕອບຕໍ່ຄໍາຖາມວ່າເປັນຫຍັງ ຈັກກະວານ ເປັນເລື່ອງທີ່ເດັ່ນ.
ເຖິງແມ່ນວ່າການທົດລອງ T2K ບໍ່ໄດ້ກໍານົດຢ່າງຊັດເຈນວ່າການລະເມີດ CP symmetry ເກີດຂຶ້ນ, ແຕ່ວ່າມັນເປັນຈຸດສໍາຄັນໃນຄວາມຫມາຍທີ່ສະຫຼຸບໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມມັກທີ່ເຂັ້ມແຂງສໍາລັບອັດຕານິວຕຣອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ປັບປຸງແລະນໍາພວກເຮົາໃກ້ຊິດເພື່ອພິສູດການປະກົດຕົວຂອງການລະເມີດ CP symmetry ແລະໃນທີ່ສຸດ. ຕອບ 'ເປັນຫຍັງ ຈັກກະວານ ເປັນເລື່ອງທີ່ເດັ່ນ'.
***
ເອກະສານ:
1. ມະຫາວິທະຍາໄລໂຕກຽວ, 2020. ''ຜົນ T2K ຈຳກັດຄ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້ຂອງ Neutrino CP Phase -…..'' ເຜີຍແຜ່ໃນວັນທີ 16 ເມສາ 2020. ວາງຈຳໜ່າຍອອນລາຍໄດ້ທີ່ http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/8799/ ເຂົ້າໃຊ້ໃນວັນທີ 17 ເມສາ 2020.
2. ການຮ່ວມມືຂອງ T2K, 2020. ຂໍ້ຈໍາກັດກ່ຽວກັບເລື່ອງ – ໄລຍະການລະເມີດການສົມມາດຂອງທາດຕ້ານທານໃນການ oscillations neutrino. ທຳມະຊາດເຫຼັ້ມທີ 580, ໜ້າ 339–344(2020). ຈັດພີມມາ: 15 ເມສາ 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2177-0
3. Robson, BA, 2018. ບັນຫາຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງ Matter-Antimatter. Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology, 4, 166-178. https://doi.org/10.4236/jhepgc.2018.41015
***
