Unibertsoa eta haren eraketa ulertzeko konpondu gabe daukagun arazoetako bat barioien asimetria da. Zergatik dago antimateria baino askoz materia gehiago unibertso behagarrian?
Antimateria materiaren isla da ispilu kosmikoan. Materiarekin deuseztatzen da elkarri eragiten diotenean, energia garbia sortuz. CERN erakunderen (Partikulen Fisikako Europako Laborategia) LHC-k (Hadroi-talkagailu Handia) eta antzeko esperimentuek partikulen arteko talketan sortzen den antimateria-ekoizpena neurtzen dutenean, ekoizpena ia simetrikoa da: gehienetan partikula eta antipartikula kopuru bera sortzen da.
Simetria honek badu inplikazio bat Big Bangaren teorian: unibertsoaren hasieran, antipartikula adina partikula sortu behar izan ziren, baina gaur egun ez dugu ia antipartikularik detektatzen unibertso osoan.
Barioien asimetria deiturikoa da.
Beste modu batean esanda, antimateria adina materia balego, Big Bang gertatu eta gutxira deuseztatu beharko zatekeen, baina nagusiki materiaz osatutako unibertso barionikoa dugu. Buru-hausgarri horren konponbidea agente bikoitza izan liteke, materiaren edo antimateriaren zeregina betetzeko gai den partikula, eta materiaren aldeko asimetria txiki bat sartzea. Agente bikoitz horrek bi baldintza bete behar ditu: oinarrizko partikula bat izatea eta neutroa izatea, karga elektrikoa ispilu kosmikoaren beste aldean alderantzikatu egiten delako. Hau da, agente neutro izateko hautagaiak bien portaera izan lezake. Baldintza horiek betetzen dituen partikula bakarra neutrinoa da. Bitartekari izan liteke unibertso primitiboan elektroi eta quark gehiegi eragiten dituzten erreakzioetan.Horrela, balantza materiaren aldera okertuko litzateke eta unibertsoak "bizirik iraungo luke".
Nola jakin genezake neutrinoa bere antipartikula dela?
Neutroirik gabeko beta desintegrazio bikoitza detektatzea baino ez dugu behar: oso erreakzio arraroa da, izan ere, atomo egonkor batek bi elektroi igortzen ditu eta karga positibo bikoitza duen seme katioi batean desintegratzen da. Xenon-136 erreakzio hori jasan dezaketen isotopo bakanetako bat da eta NEXT esperimenturako hautatua izan da. Hautagai aproposa da bere elektrolumineszentzia-propietateak elektroiak detektatzeko erabil daitezkeelako. Xenonaren bidez bidaiatuz, erreakzioaren bi elektroiek ingurunea ionizatzen dute, eta aztarna bat uzten dute prozesuan.
NEXT esperimentuak arrasto hori berreraiki dezake. Dagoeneko ezagutzen da bi antineutrinoren igorpen gehigarriarekin izaten den erreakzioaren bertsio bat, 2 neutrinoko beta desintegrazio bikoitza, 10^21 urte irauten duena. Unibertsoaren adina, bestalde, 10^10 urtekoa baino ez da.
Neutrinorik gabeko desintegrazioaren bertsioak gehiago irautea espero da, gutxienez 10^27 urte, eta desintegrazio erradioaktibo naturaletatik eratorritako hondoko milaka erreakzioren artean bereizi behar da.
70 kilometro karratuko hondartza batean hondar-ale jakin bat bilatzearen parekoa da hori.
NEXT lankidetzaren azken helburua erreakzioaren katioi semea detektatzea da: Bario-136. Molekula egokitu bat sintetizatu da ioi hori atzemateko. Molekulak argi urdin fluoreszentea igortzen du barioa atzematen duenean eta argi berdea atzematen ez duenean.
Molekula horien monokapa batek NEXTeko xenon-kameraren barruan bario ioia atzeman eta argi urdina igorriko du. Aldi berean, igorritako bi elektroiak detektatuko dira, eta horrek erakutsiko du neutroirik gabeko beta desintegrazio bikoitza dagoela.
Oso zaila al da? NEXT bario-atomo bat detektatzeko ahaleginetan ari da 10^28 xenon-atomoren artean.
Irudika dezagun atomo horiek guztiak itsasoan dabiltzan arrainak direla eta gure molekula arrantza-sare bat dela. Xenon-atomoen kopurua planeta bateko ozeano guztietan izango genukeen arrain kopuruari dagokio, eta hala galaxia bateko planeta guztietan 100.000 galaxiatan!
Imajina ezazue arrain jakin bat harrapatzen ahalegintzea horrenbesteren artean!