CERN oznámil další odhalení asymetrie mezi hmotou a antihmotou

TLDR verze: Vesmír je dnes plný hmoty, ale je v něm jen velmi málo antihmoty. Po Velkém třesku jí ale mělo být fifty-fifty – ledaže by mezi částicemi a antičásticemi existovaly drobné rozdíly. A právě ty nyní odhalilo nové měření kvarků v CERN (oznámení tu).

Co bylo na počátku? V Ý B Ů C H !

S vesmírem je pro částicovou fyziku, shrnutou ve standardním modelu, jedno velké mrzení. Naše měření částic hmoty a antihmoty (tj. částic a antičástic) totiž dlouho naznačovalo, že mezi nimi panuje takzvaná symetrie. Tedy, že jsou (až na tu drobnost, že se při kontaktu anihilují) nemlich stejné!

To ale zároveň z teorií indikuje, že při Velkém třesku mělo vzniknout stejně hmoty jako antihmoty. Při těsném kontaktu v raném vesmíru by se však obě poloviny měly tím pádem navzájem vynulovat jako párek naspeedovaných wrestlerů. Což se, pokud se rozhlédnete doleva a doprava, zjevně v plné šíři nestalo.

Týmy v CERNu však nyní skrze další měření částic pozorovaly nové, doposud neviděné narušení symetrie mezi hmotou a antihmotou, označované také jako CP violation (CP narušení). Právě to předpovídá standardní model, vycházející ze skutečnosti, že část vesmíru zjevně střet částic a antičástic po Velkém třesku přežila. Nyní však máme o hrst tvrdých důkazů víc!

Není to úplně první důkaz – je však zatím nejvýznamnější v dosavadních měřeních. Již dřív byla narušená symetrie pozorovaná u jiných částic. Leč zatím v žádném případě nešlo o kvarky s nábojem 2/3, jen 1/3.

Možná si pamatujete, že to není poprvé, co se řeší (a)symetrii mezi hmotou a antihmotou. Třeba loni v lednu proběhla jiná studie, která se proslavila tím, že ji média reportovala jako vědecké zjištění, podle něhož „by vesmír neměl existovat„.

Zbytkový vesmír

Loňské zjištění bylo samozřejmě kapku odlišné – opět ale souviselo se symetrii. Práce tehdy znovu potvrzovala dřívější premisu, že by během Velkého třesku mělo vzniknout fifty fifty hmoty a antihmoty. A že by se obě poloviny promptně měly zrušit… O to záhadněji pak působil fakt, že se tak zjevně nestalo.

Momentálně se zdá, že právě odhalení asymetrie částic, viz nové zjištění, by mohlo být prvotním řešením, které pomůže rozlousknout, co přesně po Velkém třesku způsobilo, že běžné hmoty bylo o fous více.

Pár hypotetických možností tu je třeba skrze kvantové čachry machry. Například to, že fragment antihmoty změnil v pikosekundách po Velkém třesku tým… #wololo

Nabízí se i možnost, že podstatná část „normální“ viditelné hmoty je právě antihmota. Je však o spíše nepravděpodobnou verzi, protože bychom z daných regionů viděli dost explozivní projevy „interakce“ těchto regionů kosmu s regiony z normální hmoty.

Teď už třeba i chápete, proč se slavný motiv z Half-Life 2 jmenuje, jak se jmenuje!

Co teď?

Nyní budou CERNovští pokračovat s dalším měřením. Cílem je zjistit, nakolik přesné vlastnosti částic odpovídají tomu, co standardní model předpovídá. Potenciálně se tak objevuje další místo, kde můžeme najít fyziku nacházející se za standardním modelem! Na mysl se třeba dere asymetrie mezi množstvím hmoty a antihmoty ve vesmíru. Ale na to tento efekt (připomínám předpovězený std. modelem) ještě nestačí… #nobelovky

Na každý pád se tak zdá, že to vše, co kolem sebe ve vesmíru vidíme, je také jen zbytek toho, co Velký třesk přežilo. Nevíme jen zatím, jak přesně se asymetrie narušila – nová měření částic jsou tak v tomhle pátrání, jak vesmír přežil sám sebe, zcela kritická. Jsme možná doslova jenom zbytky rotující dně barelu vesmíru, který většinu hmoty vyhodil do luftu – ale to neznamená, že nás nezajímá, jak jsme se na tomhle místě ocitli!

[LL, TK]

Na téma nové fyziky jsem pokecal i s vědátorem z CERNu: 

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, která připravuje přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!