Csak azért vagyunk itt, mert a valóság tökéletlen visszatükröződése önmagának. Az univerzumban a szimmetria hiánya miatt rengeteg anyag áll rendelkezésre, hogy egyesüljenek a ma látható galaxisok milliárdjaiban.
Közel egy évtizede a tudósok adatokat gyűjtöttek a Tokai-tól a Kamioka (T2K) részecskefizikai kísérletekig Japánban. Ezek váltak az egyensúlyhiány legmeggyőzőbb bizonyítékává, ami segíthet megmagyarázni, hogy az anyag miért nem tűnt el a megjelenés pillanatában.
A tanulmány lényeges különbségeket keresett abban, hogy a neutrínóknak nevezett majdnem tömeg nélküli részecskék hogyan változtatják meg az alakjukat a „tükör” részecskéjükkel, az antineutrinókkal szemben.
Ironikus módon a neutrínók olyan aprók, hogy alig léteznek, kölcsönhatás nélkül elcsúsznak a legtöbb más részecske mellett. De ami hiányzik, azt hatalmas mennyiségben pótolják, milliárdszor gyakrabban fordulnak elő, mint az atomokat alkotó részecskék.
Valójában ez a rengeteg neutrínó, furcsa viselkedésükkel és változó tulajdonságaikkal vegyítve, vonzza a fizikusokat, akik mindenre magyarázatot keresnek, a sötét anyagtól kezdve a körülöttünk látható részecsketípusok látszólagos egyensúlyhiányáig.
Régen, amikor az univerzum még mindig forró rendellenesség volt, apró (de táguló) térbe csomagolva, a részecskékben lévő energia kondenzációjának ellentétes tulajdonságú részecskepárokat kellett volna létrehoznia.
Ez azt jelenti, hogy negatív töltésű elektronok jelentek meg a pozitív töltésű antianyag ikrek mellett, amelyeket positronoknak neveztek. Mivel az anyag az antianyaggal kombinálva eltűnik a sugárnyalábban, az űrt nem kell feltétlenül feltölteni a fényhullámokkal.
Ez nyilván nem így van. Legalábbis nem igazán. Elég anyagrészecskék ragadtak maguk körül, hogy végül olyan dolgokat hozzanak létre, mint csillagok, üstökösök, bombák és gemkapcsok.
“A korai univerzumban azonos mennyiségű anyag és antianyag keletkezett, ezért a kozmológiában fontos kérdés, hogyan jutottunk el a ma látható univerzumba, ahol az anyag domináns” – mondta Lindsay Bignell kísérleti fizikus, az ausztrál ANU.
“Még nincs teljes képünk arról, hogyan történt ez, de tudjuk, hogy a szimmetria megtörése szükséges elem” – mondja Bignell.
A szimmetria a töltés és a paritás cseréjét jelenti, az ellenzékben bekövetkező részecskeváltozásokat. Például a pozitív töltések negatívvá válnak, amikor a részecskék antirészecskévé válnak. Ami a paritást illeti, ez egy koordinátaeltolás, nem ellentétben azzal, hogy a bal kezed a jobbad tükörképe.
A tanulmány adatainak tömege azt jelenti, hogy minden eddiginél magabiztosabbak lehetünk abban, hogy ennek a kritikus szimmetriának a megtörése áll az oszcilláló neutrínók megfigyelt mintája mögött.
Még mindig messze állunk a végleges választól arra a kérdésre, hogy az anyag miért létezik olyan, amilyen létezik, és várnunk kell a jövőbeni kísérletekre annak eldöntésére, hogy ez a bizonyos jogsértés segít-e ennek magyarázatában. Ha nem, akkor lehet, hogy teljesen új fizikára kell várnunk.
Ezt a tanulmányt a Nature folyóiratban tették közzé.
Források: Fotó: Super Kamiokand Neutrino Detector. (Kamioka Obszervatórium / ICRR / Tokiói Egyetem)
