Threads and synchronization

Neutriinojen oskillaatio pelastikin päivänpaisteen aivan hiljattain. Jo
vuonna 1968 oli näet huomattu, että Auringosta tulee vain kolmannes niistä
neutriinoista, joita sen säteilyn tuottaminen teoriassa edellyttää. Oli siis
syytä epäillä, ettei auringonpaisteen alkuperää ymmärretty kunnolla. Toinen
vaihtoehto oli, että matkalla Maahan Auringon neutriinoille tapahtuu
jotakin. Kesällä 2001 kanadalaiset fyysikot ilmoittivat havainneensa, että
Auringon elektronin neutriinot muuttuvat muiksi, vaikeammin havaittaviksi
neutriinoiksi. Siksi elektronien neutriinoja siis rekisteröitiin odotettua
vähemmän. Yli 30-vuotinen mysteeri ratkesi. Kayserin mukaan Auringon
neutriinojen oskillaatiosta kertynyt näyttö on vahva, ja seminaarin neljä
muuta esitelmöijää ovat samaa mieltä. Löytö on niin merkittävä, että sille
on jo povattu fysiikan nobelia.

Neutriinojen massa muokkasi avaruutta

Nyt tiedetään, että neutriinoilla on pakko olla ainakin pieni massa, koska
ilman sitä oskillaatio ei olisi mahdollista. Oskillaatiohavaintojen mukaan
massiivisimman neutriinon massa lienee vähintään kymmenesmiljoonasosa
elektronin massasta. - Vaikka yksittäisten neutriinojen massa olisi
pienikin, kaikilla neutriinoilla on yhteensä yhtä paljon massaa kuin
universumin tähdillä ja planeetoilla, sanoo Washingtonin yliopistossa
työskentelevä John Wilkerson luennossaan.
"Uuden" massallisen hiukkasen rooleja on kiinnostavaa spekuloida. Ehkä niin
sanottu pimeä aine, jota tähtitieteilijät ovat etsineet jo vuosikymmeniä,
koostuukin neutriinoista? Käytännössä neutriinot riittäisivät kuitenkin
kattamaan siitä enintään viidenneksen. Joka tapauksessa maailmankaikkeuden
alussa syntyneiden neutriinojen joukkovoima vaikutti ratkaisevasti
universumin rakenteeseen. Kun alussa syntyneet neutriinot syöksyivät matkaan
lähes valon nopeudella, ne tasoittivat universumiin muodostuneita pieniä
epätasaisuuksia, joista myöhemmin kehittyi galakseja.

*Mainittu lähes valonnopeus masaiselle hiukkaselle on todella nykyfysiikan
hjarhautuneita rajojamme koetteleva näin toteennäytetty fakta. Siksi asiasta
ollaan oltu niin vaitonaisia fyysikkopiireissä. Lisäksi kun tässä puhutaan
vain neutriinosta, on ymmärrettävä, että neutriinono on todelisuudessa
tulkittu nimenomaan "antineutriinoksi" säteilyn tuotoksena. Eli meillä on
käsissämme käytännössä valonnopeuksinen, massallinen ja KASAANTUVA
antiainepäästö ydinvoimaloistamme biotooppiiimme. Jonka ratkaiseva
reaktiivisuusherkkyys liittyy sen "kriittiseen massaan." On tosiaan
tajuttava, että antiainemassa, joka ympäristöömme parhaillaan kiistatta
ydinvoimalapäästöinä monikymmekertaisin ntiheyksin Aurinkotaustaa normaalia
rajummin kasautuu on maailman vaarallisimmaksi tiedettyä äärireaktiivista
antiainemassaa, joka kykenee räjäyttämään KOKO perusatomimassan kerrallaan
energiainfernoksi. Eli kriittistä massaa odotellessa.. ..!

Tasoituksen määrä riippui neutriinojen massasta. Niinpä universumin suuren
mittakaavan kokkareisuus kertoo neutriinoista ja päinvastoin. Universumin
rakenteen perusteella onkin jo laskettu, että neutriinojen massan yläraja on
viisi kertaa niin suuri kuin oskillaatiohavainnoista saadun massan alaraja.
Palaset loksahtelevat kohdalleen.

Varsinainen haamuhiukkanen yhä haussa

- Neutriinon massasta vakuuttuminen on jo johtanut uusiin kysymyksiin,
huomauttaa Boris Kayser. - Kysytään esimerkiksi, onko erilaisia neutriinoja
vain kolme. Miksei neljää, 17:ää tai ääretöntä määrää?

*Kysymys on sikäli kiinnostava, koska neutriinon osuessa esim. Auringon
protonisäteilyyn syntyy 1 000 000eV gammapulssi joka parinmuodostuksessaan
voi muutua esim. elektroniksi, ja sen antiainneksi positroniksi, jollloin
neutriinosäteily tuottaa fyysistä elektronisäteilyä
energiatilamuutoksellaan. Eli oskiloivan kvanttienergiapaketin
vaihtelevuudelle ei kyetä esittämään todellista rajaamista asiallisesti
lainkaan.

Alkuräjähdysteorian ja universumin litiumin määrän perusteella voidaan
päätellä, että neutriinoja voi olla enintään neljä. Universumin alun
rakennetta kartoittaneista WMAP-satelliitin mittauksista näkyykin
alustavasti neljännen neutriinon haamu. Myös Los Alamosin
hiukkaskiihdyttimellä on saatu viitteitä neljännestä neutriinosta. Neljäs,
niin sanottu steriili neutriino olisi aivan erilainen kuin muut, sillä se ei
liittyisi elektronin kaltaiseen hiukkaseen. - Elektronin, myonin ja taun
neutriinoihin vaikuttaa sekä heikkovoima että vetovoima. Steriiliin
neutriinoon vaikuttaisi sen sijaan pelkästään vetovoima, Kayser selittää. -
Se on siis varsinainen haamuhiukkanen. Tietysti tutkijoita kiinnostaa myös
neutriinojen tarkka massa ja se, miksi neutriinot ovat niin paljon kevyempiä
kuin muut hiukkaset. - Jälkimmäisen kysymyksen vastaus saattaisi auttaa
ymmärtämään massan alkuperää laajemminkin.

Tuhosivatko neutriinot antiaineen?

Kayser kysyy myös, ovatko neutriinot syy siihen, että olemme olemassa.
Alkuräjähdyksessä muodostui näet yhtä paljon sekä ainetta että antiainetta,
ja nämä tuhoavat toisensa yhdistyessään. Jäljellä ei siis pitäisi olla
mitään. Me kuitenkin olemme täällä. - Neutriinojen ja aineen välinen
vuorovaikutus ehkä tuotti universumin alkutilaan epätasapainon aineen
eduksi, Kayser pohtii. Tämä saattoi johtua esimerkiksi siitä, että
antineutriino ja neutriino oskilloivat eri tavoin. Voimme siis olla
neutriinojen lapsia.
Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja
Tiede-lehden vakituinen avustaja.