Füüsikud on pikka aega jälitanud oma aju teatud osakeste lagunemise kombineeritud pariteedi rikkumise üle. Inglise teoreetiline füüsik Mark Hadley esitas väga ekstravagantse hüpoteesi, mis selgitab selle nähtuse põhjuseid: tema arvates sattusime lihtsalt valesse kohta.
Füüsik Mark Hadley sõnul on just need osakesed ja antiosakesed (neutraalsed K-mesoonid, B-mesoonid ja D-mesonid) kõige tundlikumad intragalaktilise välja suhtes, mille lagunemisel ei säilitata isegi kombineeritud pariteeti.
Kuni eelmise sajandi keskpaigani eeldasid teoreetikud ja eksperimenteerijad, et absoluutselt kõik elementaarosakeste teisendused on peeglisümmeetria suhtes invariantsed. See tähendab, et ükski nende osalusel toimuv protsess ei muutu peegeldudes tasases peeglis, ükskõik kui see kosmoses asub, või mis on sama, kui parema asendamine vasakule ja vasak paremale. Füüsikud nimetavad seda invariantsuse paarsuse säilitamiseks. See näib ilmne ja loomulik, kuna parema ja vasaku eristamine tundub olevat täiesti meelevaldne. Neljast põhilisest koostoimest - gravitatsiooniline, elektromagnetiline, tugev ja nõrk - järgivad esimesed kolm pariteedi säilitamise seadust täielikult ja eranditeta. Kuid nõrga koostoime korral (näiteksaatomituumade beeta lagunemise protsessides) pariteet ei ole säilinud. Võib öelda, et osakeste transformatsioonid, mida kontrollib nõrk interaktsioon, reageerivad parema ja vasaku erinevusele. Seda funktsiooni ennustati teoreetiliselt 1956. aastal ja kinnitati peagi eksperimentaalselt.
Napra … nale … sisse
Pariteedi mittekonservatsioon nõrkades interaktsioonides langes sõna otseses mõttes füüsikute peas ja seda peeti ebameeldiva paradoksina. Teoreetikud tegid kohe ettepaneku, et vasak- ja parempoolne sümmeetria on endiselt olemas, kuid see ei ilmne "pea peale", nagu varem arvati. Mitu aastat enne paarsuse mittekonservatsiooni avastamist püstitasid mitmed füüsikud hüpoteesi, et ükskõik millise osakese peegelpilt võib olla selle osakese vastane pilt. See idee pakkus välja, et pariteedi säilitamise seadusest võiks päästa, nõudes, et spekulaarse peegeldusega kaasneks üleminek antiosakeste vastu. Ent isegi see trikk ei aidanud. Juba 1964. aastal näitasid Ameerika teadlased James Cronin ja Val Fitch Brookhaveni riiklikus laboris muutuva gradiendiga sünkrotroniga tehtud katseteset pikaajalised neutraalsed K-mesoonid lagunevad sellise üldistatud (nagu füüsikud ütlevad, ühendatud) paarsuse nõrga mittekonservatsiooniga. Selle avastuse eest said nad 1980. aastal Nobeli füüsikapreemia. Ja 2001. aastal tõestasid eksperimendid BaBar Stanfordi lineaarkiirendis (SLAC) ja Belle Jaapani kõrge energia instituudis (KEK) kiirendis, et ka kombineeritud pariteet ei ole säilinud ka neutraalsete D-mesoonide ja B-mesoonide lagunemisel.et ka neutraalsete D-mesoonide ja B-mesoonide lagunemisel ei säilitata ka ühendatud pariteeti.et ka neutraalsete D-mesoonide ja B-mesoonide lagunemisel ei säilitata ka ühendatud pariteeti.
Reklaamvideo:
CP-inversiooniks füüsikas nimetatakse laengukonjugatsiooni (tähistatud tähega C, laeng) samaaegset inversiooni, mis muudab osakese antiosakeseks, ja pariteedi (P, pariteedi) inversiooni, mis peegeldab osakese, vahetades "paremale" ja "vasakule". Tugevad ja elektromagnetilised interaktsioonid CP inversiooni suhtes on sümmeetrilised (nagu füüsikud väidavad, invariantsed), kuid nõrk interaktsioon mitte, mida täheldatakse mõnes lagunemisprotsessis. Eelkõige võnkuvad neutraalsed kaoonid (K-mesoonid, mis koosnevad s-antikvarbist ja d- või u-kvarkist), see tähendab, et nad muutuvad osakesteks ja vastupidi. Transformatsiooni tõenäosus edasi ja tagasi ei ole võrdsed ja see näitab kaudselt CP sümmeetria rikkumist.
Halb koht
Elementaarosakeste standardteooria kohaselt on pariteedi mittekonservatsioon nõrkade interaktsioonide põhiline omadus. Just seda väidab Suurbritannia Warwicki ülikooli füüsik Mark Hadley. Ta tunnistab, et nõrk koostoime säilitab pariteedi, kuid me ei pane seda tähele, kuna … oleme universumi vales kohas. Maa pöörleb ümber Päikese, mis liigub koos teiste tähtedega ümber meie galaktika keskpunkti. Mõlemad liigutused viivad ruumi - aja ära, moonutades selle mõõdikuid. Maa orbitaalpöörde põhjustatud parandused on tühised, mida ei saa öelda galaktilise pöörlemise kohta, milles osaleb sadu miljardeid tähti. See loob spetsiaalse suuna kosmoses - just selle suuna, kuhu galaktilise nurkkiiruse vektor välja näeb. Seetõttu puudub intragalaktilises ruumis peeglisümmeetria, nii et ta pole kohustatud jälgima elementaarsete osakeste teisenemist.
Hadley usub, et galaktika pöörlemisest põhjustatud ruumi-aja hõivamine loob midagi jõuvälja sarnast, mis mõjutab osakesi ja osakesi erineval viisil. Kuid mõju ei avaldu universaalselt, vaid sõltub osakeste tüübist ja protsessidest, milles nad osalevad. Hadley sõnul tunnevad intragalaktilist välja kõige tugevamalt need osakesed, mille lagunemisel ei säilitata isegi kombineeritud pariteeti.
Orienteeruge galaktika järgi
Hadley hüpoteesist järeldub, et pariteedi säilimise testimiseks kavandatud katsete tulemused sõltuvad sellest, kus need eksperimendid läbi viiakse. Väikese, väikese nurkkiirusega sfäärilises galaktikas säiliks pariteet palju paremini kui Maal ja kusagil tühjas sügavas kosmoses ei muudaks peegelpildid üldse midagi. Sama loogika järgi lõhkeks paarsuse säilitamise seadus õmblustesse kiiresti pöörlevate neutrontähtede lähedal. Selline on relativism, mille põhjustab gravitatsiooniliste mõjude mõju elementaarsete osakeste muundumisele.
Hadley usub, et seda mõju saab Maa peal katsetada juba praegusel ajal. Selleks on vaja vaadata, kas pariteedi rikkumise olemus ei muutu sõltuvalt osakeste hajutamise suunast galaktilise pöörlemise vektori suhtes. Hadley tunnistab isegi, et selleks on kiirenditega seotud katsetes juba kogunenud andmete analüüs piisav. Ja kui mõju kinnitatakse, on täiesti võimalik, et tuleviku kiirendite joonistel pole mitte ainult maapealsed, vaid ka galaktilised koordinaadid.
Aleksei Levin
