Fyzici dlouho házeli mozky nad porušováním kombinované parity při rozpadu určitých částic. Anglický teoretický fyzik Mark Hadley předkládá velmi extravagantní hypotézu, která vysvětluje důvody tohoto jevu: podle jeho názoru jsme skončili na špatném místě.
Podle fyzika Marka Hadleyho jsou právě ty částice a antičástice (neutrální K-mesony, B-mesony a D-mesony), které jsou nejcitlivější na intragalaktické pole, v rozpadech, kde se nezachovává ani kombinovaná parita.
Teprve do poloviny minulého století teoretici předpokládali a experimentátoři zaručili, že absolutně všechny transformace elementárních částic jsou invariantní s ohledem na zrcadlovou symetrii. To znamená, že žádný proces s jejich účastí se nezmění od odrazu v plochém zrcadle, bez ohledu na to, jak je umístěn v prostoru, nebo, což je stejné, od nahrazení pravého doleva a levého pravého. Fyzici nazývají toto zachování parity zachování. Zdá se to zřejmé a přirozené, protože rozlišení mezi pravou a levou se zdá být zcela svévolné. Ze čtyř základních interakcí - gravitační, elektromagnetické, silné a slabé - první tři skutečně dodržují zákon zachování parity, a to zcela a bez výjimek. Při slabých interakcích (napříkladv procesech beta rozpadu atomových jader) není parita zachována. Můžeme říci, že transformace částic, řízená slabou interakcí, reagují na rozdíl mezi pravou a levou. Tato vlastnost byla teoreticky předpovězena v roce 1956 a brzy byla experimentálně potvrzena.
Napra … Nale … dovnitř
Nekonzervace parity ve slabých interakcích doslova padla na hlavy fyziků a byla vnímána jako nepříjemný paradox. Teoretici okamžitě navrhli, že symetrie mezi levicí a pravicí stále existuje, ale neprojevuje se jako „přímá“, jak se dříve myslelo. Několik let před objevem nekonzervace parity několik fyziků předpokládalo, že zrcadlovým obrazem jakékoli částice může být její antičástice. Tato myšlenka navrhla, že zákon zachování parity by mohl být zachráněn tím, že bude vyžadovat, aby spekulativní reflexe byla doprovázena přechodem na antičástice. Ani tento trik však nepomohl. Již v roce 1964, američtí vědci James Cronin a Val Fitch, v experimentech prováděných na synchrotronu s proměnlivým gradientem v Brookhaven National Laboratory, ukázaliže neutrální K-mesony s dlouhou životností se rozkládají se slabou nekonzervací takové zobecněné (jak říkají fyzici kombinovaná) parita. Za tento objev získali Nobelovu cenu za fyziku v roce 1980. A v roce 2001 experimenty BaBar u Stanfordova lineárního urychlovače (SLAC) a Belle u Japonského institutu pro vysokou energii (KEK) prokázaly, že kombinovaná parita není zachována ani při rozpadu neutrálních D-mesonů a B-mesonů.že v rozpadech neutrálních D-mesonů a B-mesonů není kombinovaná parita také konzervována.že v rozpadech neutrálních D-mesonů a B-mesonů není kombinovaná parita také konzervována.
Propagační video:
CP-inverze ve fyzice je současná inverze konjugace náboje (označená písmenem C, náboj), která přemění částici na antičástici, a paritní inverze (P, parita), která zrcadlí částici, zaměňuje ji doprava a doleva. Silné a elektromagnetické interakce s ohledem na inverzi CP jsou symetrické (jak říkají fyzikové, invariantní), ale slabá interakce není, což je pozorováno v některých procesech rozkladu. Zejména neutrální kaony (K-mesony sestávající z s-antiquark a d- nebo u-quark) oscilují, to znamená, že se promění v antičástice a naopak. Pravděpodobnost transformace v dopředném a zpětném směru není stejná, a to nepřímo naznačuje porušení symetrie CP.
Špatné místo
Podle standardní teorie elementárních částic je paritní nekonzervace základní vlastností slabých interakcí. To je přesně to, proti čemu fyzik Mark Hadley z Britské univerzity ve Warwicku protestuje. Přiznává, že slabá interakce zachovává paritu, ale nevnímáme to, protože … jsme ve vesmíru na nesprávném místě. Země se točí kolem Slunce, které se spolu s dalšími hvězdami pohybuje kolem středu naší Galaxie. Oba pohyby odvádějí časoprostor a zkreslují jeho metriky. Korekce způsobené zemskou orbitální rotací jsou zanedbatelné, což nelze říci o galaktické rotaci, kterých se účastní stovky miliard hvězd. Vytváří vyhrazený směr ve vesmíru - ten samý směr, kde vypadá vektor galaktického úhlového momentu. Proto intragalaktický prostor nemá zrcadlovou symetrii, takže není povinen sledovat transformaci elementárních částic.
Hadley věří, že strhávání časoprostoru způsobené rotací galaxie vytváří něco jako silové pole, které různými způsoby ovlivňuje částice a antičástice. Ovšem vliv se neprojevuje univerzálně, ale závisí na typu částic a procesech, kterých se účastní. Podle Hadleyho je intragalaktické pole nejsilněji pociťováno těmi částicemi, v jejichž rozpadech není zachována ani kombinovaná parita.
Orientovat podle galaxie
Z Hadleyho hypotézy vyplývá, že výsledky experimentů určených k testování zachování parity závisí na tom, kde se tyto experimenty provádějí. V malé sférické galaxii s nízkým úhlem hybnosti by se parita zachovala mnohem lépe než na Zemi a někde v prázdném hlubokém vesmíru by se žádné zrcadlové odrazy vůbec nezměnily. Podle stejné logiky by zákon zachování parity jen praskl ve švech poblíž rychle se otáčejících neutronových hvězd. Takový je relativismus způsobený vlivem gravitačních účinků na transformaci elementárních částic.
Hadley věří, že tento účinek lze na Zemi otestovat již dnes. K tomu je nutné zjistit, zda se povaha narušení parity nemění v závislosti na směru rozptylu částic vzhledem k vektoru galaktické rotace. Hadley dokonce připouští, že analýza dat již nashromážděných v experimentech na urychlovačích je pro to dostačující. A pokud bude účinek potvrzen, je docela možné, že na pozemních kresbách urychlovačů budou nejen pozemské, ale i galaktické souřadnice.
Alexey Levin