Fyzici už dlho hádajú svoj mozog o porušenie kombinovanej parity pri rozklade určitých častíc. Anglický teoretický fyzik Mark Hadley predkladá veľmi extravagantnú hypotézu, ktorá vysvetľuje dôvody tohto fenoménu: podľa jeho názoru sme sa skončili na nesprávnom mieste.
Podľa fyzika Marka Hadleyho sú práve tie častice a antičastice (neutrálne K-mezóny, B-mezóny a D-mezóny), ktoré sú najcitlivejšie na intragalaktické pole, v jeho rozpadoch sa nezachováva ani kombinovaná parita.
Až do polovice minulého storočia teoretici predpokladali a experimentátori zaručili, že absolútne všetky premeny elementárnych častíc sú invariantné vzhľadom na zrkadlovú symetriu. To znamená, že žiadny proces s ich účasťou sa nezmení od odrazu v plochom zrkadle, bez ohľadu na to, ako sa nachádza v priestore, alebo, čo je rovnaké, od nahradenia pravého za ľavú a ľavú za pravú. Fyzici to nazývajú zachovaním parity zachovania invázie. Zdá sa to zrejmé a prirodzené, pretože rozdiel medzi pravou a ľavou sa javí ako úplne svojvoľný. Zo štyroch základných interakcií - gravitačných, elektromagnetických, silných a slabých - prvé tri skutočne dodržiavajú zákon zachovania parity, a to úplne a bez výnimiek. Pri slabých interakciách (napr.v procesoch beta rozpadu atómových jadier) sa parita nezachová. Môžeme povedať, že transformácie častíc riadené slabou interakciou reagujú na rozdiel medzi pravou a ľavou stranou. Táto vlastnosť bola teoreticky predpovedaná v roku 1956 a čoskoro bola experimentálne potvrdená.
Napra … nale … in
Nekonzervácia parity v slabých interakciách doslova padla na hlavy fyzikov a bola vnímaná ako nepríjemný paradox. Teoretici okamžite navrhli, že symetria medzi ľavou a pravou stále existuje, ale neprejavuje sa ako „priama“, ako sa predtým myslelo. Niekoľko rokov pred objavením nekonvenčnej parity niekoľko fyzikov predpokladalo, že zrkadlový obraz akejkoľvek častice môže byť jej antičasticou. Táto myšlienka naznačovala, že zákon o zachovaní parity by sa mohol zachrániť vyžadovaním, aby zrkadlové odrazy sprevádzal prechod na antičastice. Avšak ani tento trik nepomohol. Už v roku 1964 americkí vedci James Cronin a Val Fitch v experimentoch uskutočňovaných na synchrotróne s premenlivým gradientom v Národnom laboratóriu v Brookhavene preukázali,že neutrálne K-mesóny s dlhou životnosťou sa rozpadajú so slabým nekonzervovaním takejto zovšeobecnenej parity (ako hovoria fyzici). Za tento objav dostali v roku 1980 Nobelovu cenu za fyziku. A v roku 2001 experimenty BaBar v Stanfordovom lineárnom urýchľovači (SLAC) a Belle v Japonskom inštitúte pre vysokú energiu (KEK) preukázali, že kombinovaná parita sa nezachováva ani pri rozpadoch neutrálnych D-mezónov a B-mezónov.že v rozpadoch neutrálnych D-mezónov a B-mezónov sa tiež zachová kombinovaná parita.že v rozpadoch neutrálnych D-mezónov a B-mezónov sa tiež zachová kombinovaná parita.
Propagačné video:
CP-inverzia vo fyzike sa nazýva simultánna inverzia konjugácie náboja (označená písmenom C, náboj), ktorá premení časticu na antičasticu, a inverzia parity (P, parita), ktorá zrkadlí časticu a prehodí „vpravo“a „vľavo“. Silné a elektromagnetické interakcie s ohľadom na inverziu CP sú symetrické (ako hovoria fyzici, invariantné), ale slabá interakcia nie je, čo sa pozoruje v niektorých procesoch rozkladu. Najmä neutrálne kaóny (K-mezóny pozostávajúce z s-antiquark a d- alebo u-quark) oscilujú, to znamená, že sa premieňajú na antičastice a naopak. Pravdepodobnosť transformácie v smere dopredu a dozadu nie je rovnaká, čo nepriamo naznačuje porušenie symetrie CP.
Zlé miesto
Podľa štandardnej teórie elementárnych častíc je nekonzervácia parity základnou vlastnosťou slabých interakcií. Presne proti tomu namieta fyzik Mark Hadley z Britskej univerzity vo Warwicku. Pripúšťa, že slabá interakcia zachováva paritu, ale nevšimli sme si to, pretože … sme vo vesmíre na nesprávnom mieste. Zem sa točí okolo Slnka, ktoré sa spolu s ostatnými hviezdami pohybuje okolo stredu našej Galaxie. Oba pohyby unesú časopriestor a skreslia jeho metriku. Korekcie spôsobené orbitálnou rotáciou Zeme sú zanedbateľné, čo sa nedá povedať o galaktickej rotácii, na ktorej sa zúčastňujú stovky miliárd hviezd. Vytvára vyhradený smer vo vesmíre - presne ten smer, kde vyzerá vektor galaktického uhlového momentu. Preto intragalaktický priestor nemá zrkadlovú symetriu, takže nie je povinný pozorovať premenu elementárnych častíc.
Hadley verí, že strhávanie časopriestoru spôsobené rotáciou galaxie vytvára druh silového poľa, ktoré rôznymi spôsobmi ovplyvňuje častice a antičastice. Vplyv sa však neprejavuje univerzálne, ale závisí od typu častíc a procesov, na ktorých sa podieľajú. Podľa Hadleyho sú vnútrogalaktické pole najsilnejšie cítené tými časticami, ktorých rozpad sa nezachováva ani kombinovaná parita.
Orientovať sa podľa galaxie
Z Hadleyho hypotézy vyplýva, že výsledky experimentov určených na testovanie zachovania parity závisia od toho, kde sa tieto experimenty vykonávajú. V malej sférickej galaxii s malým uhlovým momentom by sa parita zachovala oveľa lepšie ako na Zemi a niekde v prázdnom hlbokom vesmíre by sa žiadne zrkadlové odrazy vôbec nezmenili. Rovnakou logikou by zákon o zachovaní parity práve praskol vo švíkoch blízko rýchlo sa otáčajúcich neutrónových hviezd. Taký je relativizmus spôsobený vplyvom gravitačných účinkov na transformáciu elementárnych častíc.
Hadley verí, že tento účinok je možné testovať na Zemi už v súčasnosti. Na tento účel je potrebné zistiť, či sa povaha narušenia parity nemení v závislosti od smeru rozptylu častíc vzhľadom na vektor galaktickej rotácie. Hadley dokonca pripúšťa, že analýza údajov, ktoré sa už nazhromaždili pri pokusoch na urýchľovačoch, na to stačí. A ak sa účinok potvrdí, je celkom možné, že na výkresoch urýchľovačov budúcnosti budú nielen pozemské, ale aj galaktické súradnice.
Alexey Levin