للجسيمات Particles وضديدات الجسيمات Antiparticles خصائص متضادة، مثل الشحنة الكهربائية. على سبيل المثال، الجسيم الضديد للإلكترون السالب هو البوزيترون Positron الموجب. كل عملية فيزيائية نعرفها تولِّد كميات متساوية من المادة Matter وضديد المادة Antimatter. عندما يلتقي جسيم بجسيمه الضديد، فإنه ”يفنى“ Annihilates ليتحول في النهاية إلى فوتونات عالية الطاقة. وعلى هذا النحو يجب ألا يحتوي الكون على مادة أو ضديد مادة، وأن يكون مجرد بحر من الفوتونات Photons. بدلاً من ذلك فإنه يحتوي على مادة كافية لصنع نحو تريليوني مجرة، وبناء على ما نعرفه لا يوجد ضديد مادة.
يأتي أحد الأدلة على ما حدث لجميع ضديد المادة من أن ”التوهّج اللاحق“ Afterglow للانفجار الكبير (إشعاع الخلفية الكونية Cosmic background radiation) يحتوي على نحو 10 بلايين فوتون لكل جسيم من مادة الكون حالياً. ويخبرنا هذا أنه لدى الانفجار الكبير كان هناك 10 بلايين جسيم وجسيم من المادة لكل 10 بلايين من ضديد المادة، وبعد عاصفة من الفناء تبقى 10 بلايين فوتون لكل جسيم من المادة.
منذ فترة طويلة والفيزيائيون يبحثون عن عدم التناظر البسيط هذا في قوانين الفيزياء بحثا عمَّا يفسر هذا الفائض من المادة على ضديد المادة في الانفجار الكبير. ويعتقدون أنهم ربما وجدوا ذلك في سلوك النيوترينوات Neutrinos. فالنيوترينوات هي جسيمات تحت (دون) ذرية Subatomic شبحية ونادراً ما تتفاعل مع المادة. (ارفع إبهامك؛ يمر نحو 100 بليون نيوترينو تولدها التفاعلات النووية في الشمس عبر ظفر إبهامك كل ثانية) تأتي النيوترينوات في ثلاثة أنواع ويتغير كل نيوترينو باستمرار من إلكترون-نيوترينو Electron-neutrino إلى ميوون-نيوترينو Muon-neutrino إلى تاو-نيوترينو Tau-neutrino، وبالعكس.
سلوك النيوترينو
منذ العام 2016، يحاول الفيزيائيون القائمون على تجربة T2K في اليابان إظهار أن النيوترينوات تتصرف تصرفاً مختلفاً عن ضديدات النيوترينوات. لكي يحقِّقوا ذلك، ولَّدوا حزماً من النيوترينوات والميوون-نيوترينوات في منشأة في توكاي وأرسلوها إلى كاشف كاميوكاندي الفائق Super Kamiokande detector العملاق تحت الأرض على بعد 295 كم. حتى الآن، اكتشفوا عدداً أكبر من الإلكترون-نيوترينوات Electron-neutrinos وعدداً أقل مما كان متوقعاً من الإلكترون-ضديد النيوترينوات Electron-antineutrinos، مما يشير إلى أن النيوترينوات تتصرف بصورة مختلفةٍ عن ضديدات النيوترينوات. إنه تأثير صغير يحتاج إلى تأكيد، لكنه يمكن أن يوفر آلية لإنشاء كونٍ تهيمن عليه المادة.
إن كتلة النيوترينوات أصغر من أن تحدث فرقاً كبيراً في الكون. لكن الأهم من ذلك، أنها تدور Spin فقط في اتجاه عقارب الساعة حول اتجاه طيرانها، ويتساءل الفيزيائيون عما إذا كان للنيوترينوات وضديدات النيوترينوات شركاء فائقو الثقل Super-heavy بدوران عكسي في الانفجار الكبير. مثل هذه الجسيمات فائقة الثقل كان يمكن لها أن تنشأ فقط في ظروف الطاقة العالية للانفجار الكبير، وأن تتحلل Decayed بسرعة إلى الجسيمات التي نراها حالياً. ولذا، كانت ستترك بصمة عدم تناسقها على الكون، وأن تنتج 10 بلايين جسيم وجسيم من المادة لكل 10 بلايين من ضديد المادة اللازمة لشرح سبب عيشنا في كون مكون حصرياً من المادة.
