Díky urychlovačům částic již dnes víme, že hmota se rozpadá na částice a antičástice. Nedávný výzkum však odhalil, že v tomto rozpadu mohou existovat drobné nuance, které mohou být klíčem k odhalení jednoho z největších tajemství vesmíru.
Za objevem pozoruhodného chování hmoty a antihmoty stojí výzkumný tým ze švýcarského CERNu, který pracuje s detektorem LCHb (Large Hadron Collider beauty). Vědci z laboratoře částicové fyziky díky tomuto pokročilému zařízení pozorovali zcela zásadní rozdíl v chování částic hmoty a antihmoty při jejich rozpadu. Tento fenomén může mít zcela zásadní význam pro budoucí výzkum nejen v oblasti subatomárních a atomárních částic, ale potenciálně i celého vesmíru.
Rozpad sledovaných částic probíhal deset let
Ze závěrů výzkumu zveřejněného v ve vědeckém časopise Nature vyplývá, že rozdíly v chování během rozpadu byly pozorovány na částici hmoty zvané baryon beauty-lambda a jejího ekvivalentu antihmoty. Baryony patří do skupiny protonů a podle dřívějších výzkumů tvoří velkou část viditelné části celého vesmíru. Experiment, který analyzoval data rozpadu probíhajícího mezi lety 2009 a 2018.
[Press Release] A new piece in the matter–antimatter puzzle
The @LHCbExperiment at CERN has revealed a fundamental asymmetry in the behaviour of particles called baryons
Find out more: https://t.co/nQ622gDaZL pic.twitter.com/Mlb7RdUwAq
— CERNpress (@CERNpress) March 25, 2025
Porušení symetrie mezi částicemi a antičásticemi bylo poprvé pozorováno v 60. letech 20. století u třídy částic zvaných mezony, které tvoří dvojice kvarku a antikvarku. Tento objev byl pak jedním z důvodů, proč se v následujících dekádách začaly budovat velké urychlovače (včetně LCH), které měly za úkol podobný jev odhalit i u jiných druhů částic. Přestože se pak předpokládalo, že chování baryonů bude porovnání s mezony v mnoha ohledech podobné, nebylo až donedávna potvrzeno přímým experimentem.
Pravděpodobnost na hranici náhody
Podle vědců je pak pravděpodobnost zjištěné odchylky menší než jedna ku třem milionům. Skutečnost, že se částice baryonu beauty-lambda lišila od své antičástice, pak byla zaznamenána vůbec poprvé v historii zkoumání hmoty jako takové. Objev by mohl nabídnout zcela nový pohled na to, proč se hmota ve vesmíru vyskytuje v hojném množství, zatímco antihmota nikoli. Právě tato nerovnováha je jednou z hlavních nevyřešených otázek fyzikálních věd.
Pochopení chování hmoty a antihmoty je klíčem k odhalení toho, proč náš vesmír funguje tak, jak funguje. Foto: Pexels
Studie tak přináší důležitý díl skládačky do částicové mozaiky našeho vesmíru. Odborníci se shodují na tom, jde se vědci z CERNu posunuli o krok blíže k vyřešení jedné z největších záhad současné fyziky.
