Všichni jsme zde jen proto, že realita je nedokonalým odrazem sebe sama. Kvůli nedostatku symetrie ve vesmíru je k dispozici spousta hmoty, která by se spojila do miliard galaxií, které dnes vidíme.
Vědci již téměř deset let shromažďují data z experimentu s fyzikou částic Tokai na Kamioka (T2K) v Japonsku. Jsou nejpřesvědčivějším důkazem nerovnováhy, který může pomoci vysvětlit, proč hmota nezmizela v okamžiku, kdy se objevila.
Studie hledala významné rozdíly v tom, jak téměř nehmotné částice zvané neutrina mění tvar ve srovnání s jejich „zrcadlovými“ částicemi, antineutriny.
Je ironií, že neutrina jsou tak malá, že téměř neexistují, klouzají kolem většiny ostatních částic bez interakce. Ale to, co jim chybí, tvoří velké množství, které se vyskytuje milionkrát častěji než částice, které se společně usazují a vytvářejí atomy.
Ve skutečnosti toto množství neutrin, smíšené s jejich podivným chováním a měnícími se vlastnostmi, přitahuje fyziky, kteří hledají vysvětlení všeho od temné hmoty po zjevnou nerovnováhu v typech částic, které kolem sebe vidíme.
Kdysi dávno, když byl vesmír ještě horkou poruchou zabalenou do malého (ale rozšiřujícího se) prostoru, měla kondenzace energie v částicích vytvořit páry částic s opačnými vlastnostmi.
To znamená, že záporně nabité elektrony se objevily vedle pozitivně nabitých dvojčat antihmoty zvaných pozitrony. Jelikož hmota v kombinaci s antihmotou mizí v paprsku záření, musí být prostor vyplněn ničím podstatnějším než vlnami světla.
To samozřejmě není tento případ. Alespoň ne opravdu. Kolem nich se slepilo dost částic hmoty, aby nakonec vytvořily věci jako hvězdy, komety, bomby a kancelářské sponky.
„Stejné množství hmoty a antihmoty bylo vytvořeno v raném vesmíru, takže důležitou otázkou v kosmologii je, jak jsme se dostali do vesmíru, který vidíme dnes, kde je hmota dominantní,“ uvedla experimentální fyzika Lindsay Bignell z ANU v Austrálii.
“Dosud nemáme úplný obraz o tom, jak se to stalo, ale víme, že narušení symetrie je nezbytnou součástí,” říká Bignell.
Symetrie znamená výměnu náboje a parity, změny částic, ke kterým dochází v opozici. Například kladné náboje se změní na záporné, když se z částic stanou antičástice. Pokud jde o paritu, jedná se o posun souřadnic, ne na rozdíl od skutečnosti, že vaše levá ruka je zrcadlovým obrazem vaší pravé.
Množství dat v této studii znamená, že si můžeme být jistější než kdy jindy, že porušení této kritické symetrie je to, co se skrývá za pozorovaným vzorem oscilačních neutrin.
Stále jsme daleko od definitivní odpovědi na otázku, proč hmota existuje tak, jak existuje, a budeme si muset počkat na budoucí experimenty, abychom zjistili, zda toto konkrétní porušení pomůže toto vysvětlit. Pokud ne, pak si možná budeme muset počkat na zcela novou fyziku.
Tato studie byla publikována v časopise Nature.
Zdroje: Foto: Detektor neutrino Super Kamiokand. (Kamioka Observatory / ICRR / University of Tokyo)
