Neutríno a WIMPy

Neutríno je elementárna častica, ktorá patrí medzi leptóny. V porovnaní s ostatnými elementárnymi časticami je veľmi ľahká donedávna sa dokonca predpokladalo, že v pokojnom stave je jej hmotnosť nulová. Nedávne experimenty toto tvrdenie vyvrátili ale namerané hodnoty boli naozaj veľmi malé. Neutríno nenesie elektrický náboj, nepôsobí naň preto elektromagnetická interakcia. S hmotou interaguje jedine prostredníctvom slabej interakcie a gravitácie. Vďaka týmto vlastnostiam dokážu neutrína prechádzať hmotou takmer bez reakcii. Ich detekcia a zachytenie je preto mimoriadne náročné a vyžaduje to rozmerné kolektory. V súčasnosti poznáme tri rôzne generácie leptónov. Každá z týchto generácii sa skladá z elektricky nabitého leptónu a k nemu patriacemu neutrína. Sú to tieto tri typy: elektrónová, miónová a tau generácia, ktoré nesú názov podľa príslušneho leptónu v generácii. Neutrínu v danej generácii priradzujeme nasledujúce názvy: elektrónové neutríno νe, miónové neutríno νμ a neutríno tau ντ. Leptóny sa od generácie ku generácii odlišujú pokojovou hmotnosťou, hodnoty pokojových hmotností neutrín v súčasnosti nie sú presne určené. Poznáme len približné horné hranice. Experimentálne dáta potvrdzujúce predstavu troch generácii leptónov spočívajú v pozorovaní rozpadu bozónu Z. Táto častica sa môže rozpadať na ktorékoľvek neutríno a jeho antineutríno. Jeho doba života tak závisí od počtu druhov neutrín. Čím viac druhov neutrín, tým viac možností rozpadu a tak aj kratšia doba života. Existujú dohady o tzv. sterilnom neutríne, a to takého, ktoré by neinteragovalo ani slabou interakciou. Takéto neutríno môže vzniknúť len pri oscilácii neutrín. Ďalším faktom potvrdzujúcim existenciu práve 6 leptónov je, že poznáme práve šesť im zodpovedajúcich kvarkov. Nezvratný dôkaz, že existujú len tri druhy neutrín, však stále nemáme.

WIMPy

WIMP z anglického weakly interactive massive particles, čiže slabo interaktívne masívne častice sú hypotetické elementárne častice, ktoré vedcom ponúkajú jednu z možností čo je vlastne čierna hmota a z čoho sa skladá. WIMP –y sú podľa hypotetických dohadov veľmi podobné neutrínoam, až na to, žeby mali byť podstatne väčšie a tým pádom aj omnoho pomalšie. WIMP – y rovnako ako neutrína nie su schopné interakcie s elektromagnetickými časticami. Namiesto nich sa zlučujú len s ďalšími WIMP- ami a pri ich zlúčení dochádza k emitovaniu gamma zábleskom.

WIMPy ako temná hmota

WIMP-y sú kanditátom na temnú hmotu, na niečo čo drží vesmír pokope, kedže gravitačná sila obyčajných objektov na to nie je dostatočne silná. Napriek tomu, že WIMP-y nereagujú s normálnymi časticami, predpokladá sa, že sú schopné vytvárať podobnú gravitačnú silu ako normálne telesá. Napriek tomu, že sú zatiaľ hypotetické, vyriešili by veľa astrofyzických a kozmologických problémov, týkajúcich sa temnej hmoty.

Detekcia WIMPov

WIMP-y priamo nedokážeme detekovať, preto vedci vymysleli spôsob ako ich zachytiť pomocou super moderného japonského laboratória super-KAMIOKANDE. Odhaduje sa totiž, že WIMP-y pri prechode slnkom môžu reagovať zo solárnymi protónmi a jadrami hélia. Táto interakcia by spôsobila stratu ich energie a ostávali by uväznené v jadre slnka. Tu by sa po dostatočnom množstve nazbieraných WIMP- ov začali navzájom anihilovať a z tohto by vznikali vysoko energetické neutrína, ktoré sme pomocou super-KAMIOKANDE boli schopní detekovať. Či sa ich existencia potvrdí ukáže len čas.