dets 04 2012
Maailma lõpust ja prootoni lagunemisest

27. novembri oli au jutustada Tartu tähetornis suurele hulgale kohale tulnud inimestele võimalikest maailmalõppudest. Alguses sai viidatud ka 2012. aasta lõpuootustele ning nende ootuste päritolule ja evolutsioonile. Selle osa peamiseks allikaks on John W. Hoopes’i artikkel A critical history of 2012 mythology. Artikkel annab ülevaate allikatest ja akadeemilistest inimestest, kes on andnud oma panuse maailmalõpuootuste tekkimisele ja levimisele 2012. aasta ning maiade kalendriga seoses.
Loeng salvestati videole ja on vaadatav Tartu Ülikooli telekanalilt:
Maailmalõpp – teaduslikult võimalikud kosmilised kataklüsmid
Algusega ajamärgil 1:06:25 algab osa, mis pajatab prootoni lagunemisest. Hääl publiku hulgast avaldas kahtlust, et sellist asja ei saa juhtuda. Viitan oma vastuväites elementaarosakeste standardmudelile, mille raames justnagu prootoni lagunemine teoreetiliselt olemas võiks olla.
Minu väide ei vasta muidugi tõele. Prootoni võimalik lagunemine on standardmudeli järgsete suurte ühendteooriate (GUT – Grand Unified Theory) üks sündmustest, mida saaks vaatlustega kinnitada.
Praegune standardmudel vaatleb leptoneid (elektronid, müüonid, neutriinod jt) ja kvarke (kvarkidest koosnevad neutronid, prootonid) üsna eraldiseisvatena. Eraldi seisavad ka elektronõrk ning tugev vastastikmõju. GUT-i eesmärk on ühendada elektronõrk ning tugev vastastikmõju analoogselt elektromagnetjõu ning nõrga vastastikmõju ühendamisega elektronõrgaks vastastikmõjuks. Elementaarosakeste standardmudelis, mis on praeguste katsete põhjal (sh CERN-is läbi viidavad katsed) üks väga hästi paika pidav teooria, on prootonid tänu barüonarvu jäävusele stabiilsed, nagu hääl publikust õigesti märkis.
Osad füüsikud aga, eriti teoreetikud, üritavad standardmudelist kaugemale piiluda ja pole kunagi rahul. Senised võtted – renormeerimine, kalibratsiooni-teooriad (ingl gauge) – on osutunud nõnda edukaks, et nende abil loodetakse leida tee ka kõiki vastastikmõjusid ühendava looni, GUTid nende hulgas.
Prooton on barüonidest (kvarkidest koosnev osake) kõige kergem (ehk madalaima energiaga olek) ning seetõttu ka kõige stabiilsem. Näiteks neutron, mis on massi poolest prootonist veidi raskem, laguneb vabas olekus (väljaspool aatomi tuuma) keskmiselt 15 minutiga. Erinevad GUT-id pakuvad prootonite poolestusajaks 1030 kuni 1036 aastat. Selleks, et avastada prootoni lagunemist, et pea just nii palju aastaid ootama, vaid piisaks sellest, kui meil on selline hulk aatomeid ning võimalus neid jälgida aasta või paar. 1030 nukleoni on umbes 1,6 tonnis aines. Siis oleks vaja teada ka seda, milline on ühe prootoni lagunemise jälg ja seda jälge siis detektoritega tuvastada ning eristada muust taustamürast (muud radioaktiivsed lagunemised, kosmiliste müüonite sadu).
Üks võimalikest lagunemiskanalitest on väljendatav järgneva Feynmani diagrammiga:

Prooton (p) koosneb kahest u-kvargist ja ühest d-kvargist. Oletatava lagunemise käigus saab prootonist positron (e+) ja neutraalne pii-meson (π0), mis omakorda kiirelt (8,4×10-17 s) kaheks gammakvandiks laguneb (γ).

Võimalikku prootoni lagunemist on püütud eksperimentaalselt avastada alates 1950. aastatest, seni edutult.
Sarnaseid ebatäpsusi või siis eri teemade pinnapealseid puudutusi (ega seegi lugu siin ei pajata liiga detailselt elementaarosakeste kirjust elust) oli loengul teisigi ning igaühest neist saaks omaette pikemaid lugusid kirjutada. Tänan kuulajaid ja eriti küsimuste esitajaid!
Allikaid
- Wikipedia: Proton decay
- Super-Kamiokande
- Jaak Lõhmus, Laur Palgi: “Osakestest osakestes”, kirjastus Valgus 1985, sari Mosaiik nr 40


























Uus vaimne tase on Eesti Rahvusringhäälingu ühe nurgakese — Raadio 2 ja “Hallo, Kosmos!” vaimsel juhtimisel kätte jõudmas. Nimelt on paika pandud plaan, et saatesari “Hallo, Kosmos!”, see 



James Randi haridusliku sihtasutuse — JREF — üks silmapaistvamaid atribuute on olnud ja on ka jätkuvalt 




Keera Rubiku kuubik ise kokku!



