„Atradome, kad tie branduoliai nukreipti erdvėje. Tai susiję su laiko kryptimi, o tai rodo, jog yra apibrėžta laiko kryptis ir mes visada keliausime iš ateities į dabartį“, – BBC sakė Marcus Scheckas iš Vakarų Škotijos universiteto.
Iki šiol manyta, kad atomų branduoliai tegali būti vienos iš trijų formų – sferiški, disko formos arba regbio kamuolio formos.
Tokias formas sukuria elektros krūvio pasiskirstymas branduolyje, jas apsprendžia specifinės protonų ir neutronų kombinacijos konkrečiame atome – vandenilio atome, cinko atome, ar sudėtingame laboratorijoje sukurtame izotope.
Bendras visų trijų formų faktorius yra jų simetriškumas ir tai gerai dera su dalelių fizikos CP-Simetrijos teorija. CP-simetrija yra kombinacija dviejų simetrijų, kurios, manoma, egzistuoja Visatoje: C-Simetrija ir P-Simetrija.
C-simetrija, dar žinoma kaip krūvio simetrija, teigia, kad pakeitus atomo krūvį į priešingą, to atomo fizika turėtų išlikti tokia pat. Tad jei paimtume, tarkime, vandenilio atomą ir antivandenilio atomą ir jais manipuliuotume, abu turėtų reaguoti identiškai, nors jų krūvis priešingas.
P-simetrija, dar vadinama paritetu, teigia, kad sistemą apibūdinančios erdvinės koordinatės gali būti apverstos per jų pradinį tašką taip, kad x, y ir z pasikeistų į -x, -y ir -z.
„Jūsų kairiajai ir dešiniajai rankai būdinga P-simetrija viena kitos atžvilgiu: jei pakelsite nykštį į viršų sugniaužę pirštus, kairioji ir dešinioji ranka bus viena kitos veidrodinis atspindys“, – paaiškina Ethanas Siegelis iš „It Starts With a Bang“.
CP-simetrija yra šių dviejų prielaidų kombinacija. „Pagal CP simetrijos teoriją, jei dalelė sukasi pagal laikrodžio rodyklę ir skyla į viršų, jos antidalelė turėtų suktis prieš laikrodžio rodyklę ir skilti į viršų 100 proc. atvejų, – sako E.Siegelis. – Jei ne, CP pažeidžiamas.“
Galimybė, kad Visata iš tiesų gali pažeisti tiek C-simetriją, tiek ir CP-simetriją, yra viena iš prielaidų, pasiūlytų, stengiantis paaiškinti Visatos antimaterijos paslaptį. Bet jei tai būtų įrodyta, Standartinį fizikos modelį tektų rimtai permąstyti.
Pagal fizikos dėsnius, Didžiojo sprogimo metu susidarė vienodas kiekis materijos ir antimaterijos, bet dabar, po milijardų metų, mus supa krūvos materijos (kietos, skystos, dujinės ir plazmos), bet antimaterijos beveik niekur gamtoje neregime.
„Tai glumina, nes reliatyvistinė kvantų mechanika rodo, jog šių dviejų substancijų turėtų būti po lygiai, – rašo matematikas Gianluca Sarris iš Belfasto universiteto (Jungtinė Karalystė). –
Tiesą sakant, joks dabartinis modelis tokio materijos ir antimaterijos skirtumo negali paaiškinti. Gianluca Sarris
Grįžkime prie atomų branduolių formos. Dauguma fundamentalių fizikos teorijų remiasi simetrija, tad, kai CERN fizikai dar 2013 m. atrado asimetrišką kriaušės formos radžio-224 izotopo branduolį, tai sukėlė šoką, nes parodė, kad branduolys gali turėti daugiau masės viename gale nei kitame.
Dabar, praėjus trejiems metams, antrasis tyrimas atradimą patvirtino, parodęs, kad bario-144 izotopo branduolys irgi asimetriškas ir kriaušės formos.
„Protonų daugiau „kriaušės“ sustorėjime ir jie sukuria branduolyje specifinį krūvio pasiskirstymą, – BBC sakė M.Scheckas. – Tai pažeidžia veidrodinę simetriją ir yra susiję su Visatoje regimu materijos ir antimaterijos pasiskirstymo netolygumu.“
Nors fizikai jau senokai įtarė, kad 144Ba turi kriaušės formos branduolį, M.Scheckas su komanda galiausiai išsiaiškino, kaip tai galima stebėti tiesiogiai. Paaiškėjo, kad netolygumas dar didesnis nei įtarta.
O ką bendro tai turi su kelionėmis laiku? Tai gana drąsi hipotezė, bet M.Scheckas sako, jog netolygus masės ir krūvio pasiskirstymas verčia 144Ba branduolį „rodyti“ tam tikra erdvėlaikio kryptimi, ir šis polinkis galėtų paaiškinti, kodėl laikas tenori bėgti iš praeities į dabartį, o ne atgal, net jei fizikos dėsniams nerūpi, kuria kryptimi jis teka.
Žinoma, to įrodyti neįmanoma be naujų duomenų, bet šis atradimas – dar vienas ženklas, kad Visata nėra tokia jau simetriška, kaip turėtų būti pagal Standartinį fizikos modelį, galintis nuvesti į visai naują teorinės fizikos erą.
Tyrimas publikuotas „Physical Review Letters“.
