Γιατί υπάρχουμε: Επιστήμονες του CERN έκαναν μια ανακάλυψη που εξηγεί πώς δημιουργήθηκαν όλα
Νέα ανακάλυψη στο CERN δείχνει ότι το σύμπαν μπορεί να δημιουργηθεί από το μηδέν χάρη σε μια ιδιότητα της ύλης-αντιύλης.
Σε μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature αναφέρεται ότι ερευνητές του CERN έκαναν ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση ενός από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος: Γιατί υπάρχουμε και συγκεκριμένα γιατί υπάρχει ύλη και όχι μόνο ενέργεια; Για πρώτη φορά εντοπίστηκε μια διαφορά στον τρόπο που η ύλη και η αντιύλη συμπεριφέρονται σε ένα είδος σωματιδίων που ονομάζονται βαρυόνια και είναι τα δομικά σωματίδια της ύλης.
Η διαφορά ύλης και αντιύλης
Όπως διαβάζουμε στο Science Alert, στο επίκεντρο της έρευνας βρέθηκε η παραβίαση της συμμετρίας φορτίου και παρατηρησιμότητας, γνωστή ως παραβίαση CP. Αυτή η διαφορά στη συμπεριφορά μεταξύ ύλης και αντιύλης είχε παρατηρηθεί μόνο σε άλλα σωματίδια στο παρελθόν, όπως τα μεσόνια. Η νέα μελέτη επιβεβαιώνει ότι τέτοιες διαφορές υπάρχουν και στα βαρυόνια, ενισχύοντας την ιδέα ότι οι φυσικοί νόμοι δεν αντιμετωπίζουν με τον ίδιο τρόπο την ύλη και την αντιύλη.
Οι επιστήμονες μελέτησαν περίπου 80.000 διασπάσεις σωματιδίων που καταγράφηκαν στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider) από το 2011 έως το 2018. Συγκεκριμένα, ανέλυσαν τα λεγόμενα Λb βαρυόνια και τα αντίστοιχα αντισωματίδιά τους. Η ομάδα εντόπισε διαφορά 2,5% στον τρόπο που αυτά τα σωματίδια διασπώνται, μια στατιστικά σημαντική ένδειξη παραβίασης CP στα βαρυόνια.
Μικρή παρατήρηση, τεράστια σημασία
Η διαφορά μπορεί να φαίνεται μικρή, αλλά η σημασία της είναι τεράστια. Οι ερευνητές κατάφεραν να επιτύχουν επίπεδο στατιστικής βεβαιότητας 5,2 σ, που αντιστοιχεί σε πιθανότητα ένα προς δέκα εκατομμύρια να πρόκειται για τυχαίο γεγονός. Αυτό προσφέρει την πρώτη ισχυρή ένδειξη ότι η αντιύλη και η ύλη δεν διασπώνται με τον ίδιο τρόπο σε αυτό το είδος σωματιδίων.
Η ανακάλυψη αυτή δεν είναι απλώς ένα τεχνικό εύρημα για τη φυσική – αγγίζει τα πιο θεμελιώδη ερωτήματα, όπως το γιατί υπάρχει κάτι αντί για τίποτα. Αν η ύλη και η αντιύλη είχαν δημιουργηθεί σε ίσες ποσότητες κατά τη Μεγάλη Έκρηξη, θα έπρεπε να είχαν αλληλοεξουδετερωθεί αφήνοντας το σύμπαν άδειο. Η ύπαρξή μας δηλώνει πως δημιουργήθηκε ελαφρώς περισσότερη ύλη – κάτι που ίσως σχετίζεται με την παραβίαση CP.
Η παραβίαση της συμμετρίας
Η παραδοσιακή φυσική βασίζεται στην ιδέα ότι η αντιστροφή του φορτίου και των συντεταγμένων ενός σωματιδίου δεν αλλάζει τον τρόπο που αυτό συμπεριφέρεται. Αυτή είναι η βασική αρχή της συμμετρίας CP. Όμως, εδώ και δεκαετίες, οι θεωρίες υποδεικνύουν ότι πρέπει να υπάρχει κάποια μορφή παραβίασης αυτής της συμμετρίας για να εξηγηθεί η ύπαρξη της ύλης στο σύμπαν.
Ωστόσο, το μέγεθος παραβίασης CP που προβλέπεται από το Καθιερωμένο Πρότυπο της φυσικής είναι πολύ μικρότερο από αυτό που απαιτείται για να εξηγηθεί η κοσμική ασυμμετρία. Αυτό αφήνει ανοικτό το ενδεχόμενο ύπαρξης νόμων ή σωματιδίων που δεν έχουν ακόμα ανακαλυφθεί και που θα μπορούσαν να εξηγήσουν το φαινόμενο.
Παλιότερα, υπήρξαν θεωρίες ότι η αντιύλη μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά υπό την επίδραση της βαρύτητας, ίσως και να «πέφτει προς τα πάνω». Πειράματα όμως απέδειξαν ότι η αντιύλη υπόκειται στους ίδιους βαρυτικούς νόμους με την ύλη. Η νέα ανακάλυψη δεν σχετίζεται με αυτό, αλλά επιβεβαιώνει μια διαφορετική – και εξίσου κρίσιμη – παραβίαση στη συμπεριφορά σωματιδίων.
Παρότι η νέα παρατήρηση ταιριάζει με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Προτύπου, δεν προσφέρει ακόμα την πλήρη εξήγηση για την ασυμμετρία μεταξύ ύλης και αντιύλης. Όμως, ανοίγει τον δρόμο για την ανακάλυψη νέων πηγών παραβίασης CP, κάτι που θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια βαθύτερη αναθεώρηση των θεμελίων της φυσικής και του τρόπου που κατανοούμε το σύμπαν.
