Základní fyzikální zákony naznačují, že při vzniku vesmíru mělo vzniknout stejné množství hmoty i antihmoty. Jenže realita je jiná – vesmír je složen téměř výhradně z hmoty, zatímco antihmota jakoby zmizela. Jedním z hlavních podezřelých je jev známý jako CP porušení (z anglického Charge-Parity violation), který narušuje symetrii mezi částicemi a antičásticemi.

Již dříve byla CP asymetrie detekována u tzv. charmed mesonů (částic složených z kvarku a antikvarku), ale u jejich příbuzných – charmed baryonů – byly výsledky rozporuplné a nejasné. Nový teoretický model, který představili profesor Xiao-Gang He a doktor Chia-Wei Liu ze zmíněného ústavu v Šanghaji, by to mohl změnit.

Přestrečování jako skrytý motor asymetrie

Autoři studie využili teoretický rámec SU(3) symetrie příchutí a doplnili jej o klíčový mechanismus zvaný final-state re-scattering – tedy jakési „přestrečování konečného stavu“, při němž částice po rozpadu mohou dále interagovat.

Tento mechanismus má zásadní vliv na tzv. silné fáze, které jsou nezbytné pro vznik CP porušení. Výsledkem je predikce, že v rozpadech charmed baryonů může být CP asymetrie až tisíckrát silnější, než naznačovaly předchozí modely. To je nejen překvapivé, ale i experimentálně měřitelné.

Zdroj: Shutterstock

Od rovnic k reálným datům: přichází experimentální fáze

Teoretické výsledky by nemusely zůstat jen na papíře. Současné experimenty, jako BESIII, LHCb a Belle II, již disponují detektory schopnými takové jemné odchylky zachytit. Co je ale ještě zajímavější – Čína připravuje výstavbu Super Tau-Charm Facility (STCF), která by měla v budoucnu přinést dosud nedosažitelnou přesnost v oblasti rozpadu částic s kouzlem (charm).

Podle profesora Hea „výzkum CP porušení v oblasti charm částic otevírá nové cesty ke zkoumání fyziky mimo standardní model“ a zároveň dává odpověď na jednu z nejzásadnějších otázek existence: proč jsme tu vůbec my – hmota – a ne jen prázdnota.

Objev silnější CP asymetrie by mohl být prvním krokem ke sjednocení standardního modelu s dosud neznámými zákony novofyzikálních jevů. Zní to možná jako titulek ze sci-fi, ale ve skutečnosti jde o důsledky, které mohou přepsat dějiny kosmologie a zároveň potvrdit, že základní asymetrie je důvodem, proč existují planety, hvězdy – a my sami.

A jak trefně řekl nositel Nobelovy ceny Tsung-Dao Lee:

„Symetrie odhaluje krásu vesmíru, ale asymetrie vytváří jeho podstatu.“