Všetci sme tu len preto, že realita je nedokonalým odrazom seba samej. Kvôli nedostatku symetrie vo vesmíre je k dispozícii veľa hmoty na splynutie s miliardami galaxií, ktoré dnes vidíme.
Už takmer desať rokov vedci zhromažďujú údaje od japonského experimentu s časticovou fyzikou Tokai po kamioku (T2K). Sú najpútavejším dôkazom nerovnováhy, ktorý môže pomôcť vysvetliť, prečo hmota nezmizla v okamihu, keď sa objavila.
Štúdia hľadala významné rozdiely v tom, ako takmer nehmotné častice nazývané neutrína menia tvar v porovnaní s ich „zrkadlovými“ časticami, antineutrínami.
Iróniou osudu je, že neutrína sú také malé, že takmer neexistujú, kĺzajú okolo väčšiny ostatných častíc bez toho, aby interagovali. Čo im však chýba, tvoria veľké množstvo a vyskytujú sa miliónkrát častejšie ako častice, ktoré sa spolu usadzujú a vytvárajú atómy.
V skutočnosti toto množstvo neutrín zmiešané s ich zvláštnym správaním a meniacimi sa vlastnosťami láka fyzikov, ktorí hľadajú vysvetlenie všetkého od temnej hmoty po zjavnú nerovnováhu v druhoch častíc, ktoré vidíme okolo seba.
Dávno, keď bol vesmír ešte horúcou poruchou zabalenou do malého (ale rozširujúceho sa) priestoru, mala kondenzácia energie v časticiach vytvoriť páry častíc s opačnými vlastnosťami.
To znamená, že záporne nabité elektróny sa objavili vedľa kladne nabitých dvojčiat antihmoty nazývaných pozitróny. Pretože hmota v kombinácii s antihmotou mizne v lúči žiarenia, musí byť priestor vyplnený ničím podstatnejším než vlnami svetla.
Očividne to tak nie je. Aspoň nie naozaj. Dostatok častíc hmoty sa zlepil okolo seba, aby nakoniec vytvorili veci ako hviezdy, kométy, bomby a kancelárske sponky.
„Rovnaké množstvo hmoty a antihmoty bolo vytvorené v ranom vesmíre, takže dôležitou otázkou v kozmológii je, ako sme sa dostali do vesmíru, ktorý vidíme dnes, kde je dominujúca hmota,“ uviedla experimentálna fyzikka Lindsay Bignell z austrálskej ANU.
„Zatiaľ nemáme úplný obraz o tom, ako sa to stalo, ale vieme, že prerušenie symetrie je nevyhnutnou súčasťou,“ hovorí Bignell.
Symetria znamená výmenu náboja a parity, zmeny častíc, ktoré sa vyskytujú v opozícii. Napríklad kladné náboje sa zmenia na negatívne, keď sa z častíc stanú antičastice. Pokiaľ ide o paritu, jedná sa o posun súradníc, nie na rozdiel od skutočnosti, že vaša ľavá ruka je zrkadlovým odrazom vašej pravej strany.
Množstvo údajov v tejto štúdii znamená, že si môžeme byť istí viac ako kedykoľvek predtým, že porušenie tejto kritickej symetrie je to, čo sa skrýva za pozorovaným vzorom oscilačných neutrín.
Stále sme ešte ďaleko od definitívnej odpovede na otázku, prečo hmota existuje taká, aká existuje, a budeme si musieť počkať na ďalšie experimenty, aby sme zistili, či to konkrétne porušenie pomôže vysvetliť. Ak nie, potom si možno budeme musieť počkať na úplne novú fyziku.
Táto štúdia bola publikovaná v časopise Nature.
Zdroje: Foto: detektor neutrina Super Kamiokand. (Observatórium Kamioka / ICRR / Tokijská univerzita)
