Fyysikot ovat seuranneet aivojaan pitkään tiettyjen hiukkasten rappeutumisen yhdistetyn pariteetin rikkomisesta. Englantilainen teoreettinen fyysikko Mark Hadley esittää erittäin ekstravagantin hypoteesin, joka selittää tämän ilmiön syyt: hänen mielestään päädyimme juuri väärälle paikalle.
Fyysikko Mark Hadleyn mukaan juuri ne hiukkaset ja antihiukkaset (neutraalit K-mesonit, B-mesonit ja D-mesonit) ovat herkimpiä intragalaktiselle kentälle, joiden rappeutumisissa edes yhdistetty pariteetti ei säily.
Viime vuosisadan puoliväliin saakka teoreetikot olettivat ja kokeilijat takasivat, että ehdottomasti kaikki elementtihiukkasten muunnokset ovat muuttumattomia peilisymmetrian suhteen. Tämä tarkoittaa, että mikään heidän osallistumisprosessinsa ei muutu tasaisen peilin heijastamisesta riippumatta siitä, kuinka se sijaitsee avaruudessa, tai mikä on sama, korvaamalla oikea vasemmalle ja vasen oikealle. Fyysikot kutsuvat tätä invarianssipariteetin säilyttämistä. Se näyttää itsestään selvältä ja luonnolliselta, koska erottelu oikealta ja vasemmalta näyttää olevan täysin mielivaltainen. Neljästä perusvuorovaikutuksesta - painovoimainen, sähkömagneettinen, vahva ja heikko - kolme ensimmäistä todella noudattavat pariteetin säilyttämistä koskevaa lakia täysin ja poikkeuksetta. Kuitenkin heikossa vuorovaikutuksessa (esimerkiksiatomiytimien beetahajoamisprosesseissa) pariteetti ei ole säilynyt. Voimme sanoa, että hiukkasten muutokset, joita hallitsee heikko vuorovaikutus, reagoivat oikean ja vasemman väliseen eroon. Tämä ominaisuus ennustettiin teoreettisesti vuonna 1956, ja se vahvistettiin pian kokeellisesti.
Napra … nale … sisään
Pariteetin käyttämättömyys heikoissa vuorovaikutuksissa putosi kirjaimellisesti fyysikoiden päälle ja havaittiin epämiellyttäväksi paradokseksi. Teoreetikot ehdottivat heti, että vasemman ja oikean välinen symmetria on edelleen olemassa, mutta se ei ilmene "päällä", kuten aiemmin ajateltiin. Useita vuosia ennen pariteetin epäkonservoinnin havaitsemista useat fyysikot olettivat, että minkä tahansa hiukkasen peilikuva voisi olla sen hiukkasen vastainen. Tämä ajatus ehdotti, että pariteetin säilyttämistä koskeva laki voitaisiin pelastaa vaatimalla, että spekulaariseen pohdintaan tulisi liittyä siirtyminen hiukkasten vastaisiin. Kuitenkaan edes tämä temppu ei auttanut. Amerikkalaiset tutkijat James Cronin ja Val Fitch osoittivat jo vuonna 1964 kokeissa, jotka tehtiin muuttuvan kaltevuuden synkrotronilla Brookhavenin kansallisessa laboratoriossa.että pitkäikäiset neutraalit K-mesonit rappeutuvat niin yleisen (kuten fyysikot sanovat yhdistetyn) pariteetin heikolla turvaamisella. Tästä löytöstä he saivat Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1980. Ja vuonna 2001 kokeet BaBar Stanfordin lineaarikiihdyttimessä (SLAC) ja Belle Japanin korkeaenergiainstituutin (KEK) kiihdyttimessä osoittivat, että yhdistetty pariteetti ei myöskään ole säilynyt neutraalien D-mesonien ja B-mesonien hajoamisessa.että neutraalien D-mesonien ja B-mesonien hajoamisissa myös yhdistetty pariteetti ei ole säilynyt.että neutraalien D-mesonien ja B-mesonien hajoamisissa myös yhdistetty pariteetti ei ole säilynyt.
Mainosvideo:
Fysiikan CP-inversio on varauskonjugaation (merkitty kirjaimella C, varaus) samanaikainen inversio, joka muuttaa hiukkasen antihiukkaseksi, ja pariteetin inversio (P, pariteetti), joka peilaa hiukkasen, vaihtamalla oikealle ja vasemmalle. Voimakkaat ja sähkömagneettiset vuorovaikutukset suhteessa CP-inversioon ovat symmetrisiä (kuten fyysikot sanovat, invariantit), mutta heikko vuorovaikutus ei ole, mitä havaitaan joissain rappeutumisprosesseissa. Erityisesti neutraalit kaonit (K-mesonit, jotka koostuvat s-antiquarkista ja d- tai u-quarkista) värähtelevät, ts. Muuttuvat hiukkasiksi ja päinvastoin. Muuntamisen todennäköisyys eteen- ja taaksepäin ei ole sama, ja tämä osoittaa epäsuorasti CP-symmetrian rikkomuksen.
Huono paikka
Alkuainehiukkasten standarditeorian mukaan pariteetin epäkonservoituminen on heikkojen vuorovaikutusten perusominaisuus. Tätä juuri Yhdistyneen kuningaskunnan Warwick-yliopiston fyysikko Mark Hadley vastustaa. Hän myöntää, että heikko vuorovaikutus säilyttää pariteetin, mutta emme huomaa tätä, koska … olemme väärässä paikassa maailmankaikkeudessa. Maa pyörii auringon ympäri, joka liikkuu yhdessä muiden tähtien kanssa ympäri galaksiamme. Molemmat liikkeet vievät tilaa - aikaa vääristäen sen mittoja. Maan kiertoradan kiertämisen aiheuttamat korjaukset ovat vähäpätöisiä, mitä ei voida sanoa galaktisen rotaation suhteen, johon osallistuu satoja miljardeja tähtiä. Se luo erityisen suunnan avaruudessa - juuri sen suunnan, missä galaktisen kulmavirran vektori näyttää. Siksi galaktisella alueella ei ole peilisymmetriaa, joten sitä ei ole pakko tarkkailla alkuainehiukkasten muutosta.
Hadley uskoo, että galaksin pyörimisen aiheuttama avaruus-ajan kiinnittyminen luo jotain voimakenttää, joka vaikuttaa hiukkasiin ja hiukkasiin eri tavoin. Mutta vaikutus ei ilmene yleisesti, vaan riippuu hiukkasten tyypistä ja prosesseista, joihin ne osallistuvat. Hadleyn mukaan malaktisen sisäisen kentän tuntevat voimakkaimmin ne hiukkaset, joiden hajoamisessa edes yhdistetty pariteetti ei säily.
Suunta galaksin mukaan
Hadleyn hypoteesista seuraa, että pariteetin säilymisen testaamiseksi suunniteltujen kokeiden tulokset riippuvat siitä, missä nämä kokeet suoritetaan. Pienessä pallomaisessa galaksissa, jolla on alhainen kulmavauhti, pariteetti säilyisi paljon paremmin kuin maan päällä, ja jossain tyhjessä syvässä tilassa kaikki peiliheijastukset eivät muuttaisi mitään. Saman logiikan mukaan pariteetin säilyttämislaki räjähtää saumoissa lähellä nopeasti pyörivää neutronitähteä. Tällainen on relativismi, jonka aiheuttaa painovoimavaikutusten vaikutus alkuainehiukkasten muuttumiseen.
Hadley uskoo, että tämä vaikutus voidaan testata maan päällä jo nykyisin. Tämän tekemiseksi on välttämätöntä nähdä, muuttuuko pariteettiloukkauksen luonne riippuen hiukkasten suuntauksesta galaktisen pyörimisvektorin suhteen. Hadley myöntää jopa, että kiihdytyskokeisiin jo kerättyjen tietojen analysointi riittää tähän. Ja jos vaikutus vahvistetaan, on täysin mahdollista, että paitsi maanpäälliset myös galaktiset koordinaatit ovat tulevaisuuden kiihdyttimien piirustuksissa.
Aleksei Levin