Przedstawiciele Mississippi State University opisują to szerzej na łamach Physical Letters B. W swojej publikacji wyjaśniają, jak zadziwiające okazało się zachowanie kwarków: górnego i dolnego. W oparciu o te obserwacje doszli do wniosku, że symetria ładunku wcale nie musi być zachowana za każdym razem, co jest przełomowym doniesieniem.
Czytaj też: Fizycy potwierdzili szaloną koncepcję. To zjawisko wykracza poza możliwości naszej wyobraźni
Kwarki są fundamentalnymi cząstkami elementarnymi, a dokładniej rzecz ujmując: fermionami o ładunkach kolorowych, co oznacza, że podlegają one oddziaływaniom silnym. W odniesieniu do kwarków zasada symetrii była szczególnie pożądana, ponieważ pozwalała uprościć i zrozumieć złożone zachowania cząstek subatomowych.
Ale jak rozumieć symetrię w tym przypadku? Chodzi o prawa natury, które pozostają niezmienne nawet przy zmianach zachodzących wokół. W odniesieniu do fizyki jądrowej było to bardzo istotne i stanowiło podstawę modeli poświęconych zachowaniu materii w najmniejszej skali. Może się jednak okazać, że fizycy błędnie szli na łatwiznę i osiągali przez to niedokładne wyniki.
Eksperyment przeprowadzony przez fizyków ze Stanów Zjednoczonych wykazał zaskakującą asymetrię między kwarkiem górnym i dolnym
Innymi słowy: symetria dotycząca kwarków może w pewnych okolicznościach podlegać załamaniu. A jeśli tak, to oznacza to potencjalne nowe doniesienia dotyczące oddziaływań silnych. Byłoby to wielkim przełomem, ponieważ mówimy o sile kontrolującej całą masę zjawisk i zachowań: od wpływu na cząstki wewnątrz jąder atomowych, aż po potężne procesy kreujące materię.
Pojawia się pytanie: jak udowodnić, że taka symetria jest, bądź jej nie ma? Kluczowe okazały się w tym zakresie instrumenty, które umożliwiają emitowanie wysokoenergetycznych wiązek elektronów. Takowe wystrzelono później w protony i deuterony, co pozwoliło na śledzenie zachowania kwarków.
Czytaj też: Narodził się w sterylnej bieli laboratoriów. Ten materiał ma odmienić panele słoneczne
Te ostatnie podlegały uwalniane, a rolą fizyków było obserwowanie tego, w co się one przekształcą. Produktem końcowym mogły być dodatnio lub ujemnie naładowane piony, a okoliczności, w jakich się to dzieje, stanowią wskazówkę dotyczącą symetrii lub jej braku. W teorii kwark górny w protonie powinien zachowywać się tak samo jak kwark dolny w neutronie, jeśli zostanie odwrócony ładunek.
Eksperyment naukowców ze Stanów Zjednoczonych wykazał jednak coś odmiennego: pojawiły się niewielkie odchylenia, wyraźnie widoczne przy niższych poziomach energii. Prowadzi to do konkluzji, jakoby rzeczona symetria nie występowała w każdych warunkach. Z jednej strony powinno to nieco skomplikować sprawę istniejących modeli, ale z drugiej daje nadzieję na zrozumienie zjawisk, które do tej pory pozostawały poza zasięgiem fizyków.