Vsi smo tukaj samo zato, ker je resničnost nepopoln odsev samega sebe. Zaradi pomanjkanja simetrije v vesolju je na voljo veliko snovi, ki se lahko združi v milijarde galaksij, ki jih vidimo danes.
Znanstveniki že skoraj desetletje zbirajo podatke iz eksperimenta fizike delcev Tokai do Kamioke (T2K) na Japonskem. Postali so najbolj prepričljiv dokaz neravnovesja, kar lahko pomaga razložiti, zakaj snov ni izginila v trenutku, ko se je pojavila.
Študija je iskala pomembne razlike v tem, kako skoraj brezmasni delci, imenovani nevtrini, spremenijo obliko v primerjavi z njihovimi “zrcalnimi” delci, antinevtrini.
Ironično je, da so nevtrini tako majhni, da skorajda ne obstajajo, drsijo mimo večine drugih delcev, ne da bi medsebojno vplivali. Kar pa jim primanjkuje, sestavljajo ogromne količine, ki se pojavijo milijardokrat pogosteje kot delci, ki se skupaj naselijo in tvorijo atome.
Pravzaprav ta številčnost nevtrinov, pomešana z njihovim nenavadnim vedenjem in spreminjanjem lastnosti, privlači fizike, ki iščejo razlago vsega, od temne snovi do očitnega neravnovesja v vrstah delcev, ki jih vidimo okoli sebe.
Že dolgo nazaj, ko je bilo vesolje še vedno vroča motnja, nabito v majhen (a širijoč se) prostor, bi kondenzacija energije v delcih morala ustvariti pare delcev z nasprotnimi lastnostmi.
To pomeni, da so se poleg pozitivno nabitih dvojčkov antimaterije, imenovanih pozitroni, pojavili negativno nabiti elektroni. Ker snov v kombinaciji z antimaterijo izgine v žarku sevanja, prostor ne sme biti napolnjen z nič bolj bistvenim kot svetlobnimi valovi.
Očitno ni tako. Vsaj res ne. Dovolj delcev snovi se je zlepilo okoli njih, da so sčasoma ustvarili stvari, kot so zvezde, kometi, bombe in sponke.
“V zgodnjem vesolju so nastale enake količine snovi in antimaterije, zato je pomembno vprašanje v kozmologiji, kako smo prišli do vesolja, ki ga vidimo danes, kjer je snov prevladujoča,” je dejala eksperimentalni fizik Lindsay Bignell iz ANU v Avstraliji.
“Zaenkrat še nimamo popolne slike o tem, kako se je to zgodilo, vendar vemo, da je prekinitev simetrije nujna sestavina,” pravi Bignell.
Simetrija pomeni izmenjavo naboja in pariteto, spremembe delcev, ki se pojavijo v nasprotju. Pozitivni naboji na primer postanejo negativni, ko delci postanejo antidelci. Kar zadeva pariteto, gre za koordinatni premik, za razliko od dejstva, da je vaša leva roka zrcalna slika vaše desne.
Množica podatkov v tej študiji pomeni, da smo lahko bolj kot kdaj koli prej prepričani, da je za opazovanim vzorcem nihajočih nevtrinov kršenje te kritične simetrije.
Še vedno smo daleč od dokončnega odgovora na vprašanje, zakaj snov obstaja, kakršna obstaja, in morali bomo počakati na prihodnje poskuse, da ugotovimo, ali bo ta kršitev pomagala razložiti to. Če ne, bomo morda morali počakati na povsem novo fiziko.
Ta študija je bila objavljena v reviji Nature.
Viri: Foto: detektor nevtrina Super Kamiokand. (Observatorij Kamioka / ICRR / Univerza v Tokiu)
