Научници су у леденим областима Антартика у неколико наврата успели да региструју изузетно чудне честице чија природа им је за сада потпуно непозната, а које би могле потпуно да уздрмају све постојеће законе физике.

Најпре су Насини стручњаци још 2006. године, а затим и 2014. на Антартику помоћу балона са детектором честица (Antarctic Impulsive Transient Antenna, ANITA) уочили необичне сигнале. Временом су схватили да се ради о високоенергетским честицама које су се кретале под углом који показује да су несметано јуриле кроз нашу планету.

Последња анализа тих чудноватих честица искључила је сва могућа објашњења њихове појаве стандардним моделом, то јест теоријом у физици елементарних честица која успешно описује три од четири фундаменталне интеракције између елементарних честица од којих се састоји сва позната материја – електромагнетизам, јака и слаба нуклеарна интеракција.

Према досадашњим сазнањима, новооткривене честице могу се објаснити једино изван принципа стандардног модела, што значи да је за њихово разумевање потребна нека сасвим нова физика.

Да ли се ради о неутринима?

Научници су најпре разматрали идеју да се ради о неутринима, врло необичним честицама без електричног набоја минимално утичу на материју, односно, за које се зна да без проблема пролазе кроз друге твари. Међутим, нове честице су откривене на врло високим фреквенцијама, те да се ради о неутринима, они би при таквим фреквенцијама ипак реаговали са честицама унутар Земље, а не би тако с лакоћом клизили кроз хиљаде километара тла.
Поједини научници сматрају да се можда ипак ради о високоенергетским неутринима који су дошли из свемира, можда из неке далеке галаксије која их је погурала и убрзала на путу ка нама.

Зато је група научника одлучила да провери ову хипотезу, а посла су се прихватили физичар Алекс Пицуто са Универзитета у Висконсину и његов колега који који ради у опсерваторији „IceCube Neutrino“, посебном пројекту на Антарктику унутар кога се могу открити широки спектри неутрина, укључујући и оне нижих енергија.

Такви нискоенергетски неутрини би требало да су из истог извора стигли на Земљу и у исто време као и високоенергетски које је регистровала ANITA, уколико је почетна хипотеза тачна.
Истраживачки тим је у јануару завршио вишегодишње анализе свих прикупљених података тражећи доказе о постојању таквих сигнала, но нису успели да открију никакве трагове.

„Шта год да је узрок тим честицама, било да је реч о новој физици или неком процесу који нам је за сада непознат, ово је изузетно занимљиво раздобље“, каже физичар Стефан Солднер-Ремболд са Универзитета у Манчестеру.

Доказ суперсиметрије

У научној заједници појавиле су се нове теорије о томе шта би моге бити ове загонетне честице, ако заиста доводе у питање стандардни модел.

Астрофизичар Дерек Фокс са Државног универзитета у Пенсилванији сматра да се можда ради о „стау“ неутринима, односно тежем облику „тау“ неутрина. Такав сценарио би одговарао теорији суперсиметрије – теорији да све елементарне честице имају своје много масивније суперсиметричне партнере.

Проблем је у томе што други експерименти осмишљени за откривање суперсиметричних честица, попут Великог хадронског сударача честица у Церну нису успели да уоче такве честице.

Важна је СРТ симетрија

За научну дисциплину која се бави проучавањем раздобља непосредно после великог праска, веома је важан појам симертије, идеја да физички закони опстају упркос некој трансформацији у физичком систему. Такве се трансформације називају симетричним и на пример, резултати експеримената не би смели да зависе од позиције лабораторије или о тренутку у времену у коме се изводе.

Ове симетрије се означавају знацима – С је ознака за промену која мења честицу античестицом, а да при том не утиче на њено понашање. П означава симетрију трансформације паритета, при чему се физика у једном сценарију не разликује од оне у одразу, односно у просторном одразу. Т представља симетрију преокрета времена, што значи да поступак изведен уназад у времену не криши никакве физичке законе.

Познато је само неколико процеса у које су укључене стандардне честице које крше С, Р или Т симетрију. Но у свим случајевима као компензација крше се и остале две симетрије, тако да у целини гледајући, никада се не нарушава СРТ симетрија, пише New Scientist.

Нил Турк са Института за теоријску физику у Канади и његови сарадници Латам Бојл и Киран Фин покушали су још 2018. године да открију како би изгледала СРТ симетрија у првим тренуцима нашег свемира. По њиховом прорачуну у Великом праску је постојао строго ограничен број и врста честица. Међу њима се нашла хипотетска честица десног неутрина која је била кандидат за тамну материју.

Кандидата за тамну материју има доста, међутим, овај десни неутрино имао је масу од 500 милиона милијарди електроволта, односно, оно што Турк у то време није знао, исту масу као честице које је забележио балон ANITA.

Паралелни свемир

Ако је ова претпоставка истинита и ако се у првим тренуцима стварања свемира одржала СРТ симетрија, онда је наш свемир садржавао једнаке количине материје и антиматерије. Ове две твари се међусобно не подносе и када би се судариле, одмах би се уништиле остављајући за собом само енергију.

С обзиром на то да у данашњем свемиру има много више материје него антиматерије, многи космолози сматрају да симетрија СРТ није у потопуности постојала на почетку стварања свемира.

Зато су се Турк и његове колеге поново запитали – како то да уопште постоји наш свемир? А одговор изгледа опет лежи у поменутој симетрији. Тако Турк претпоставља да су се током Великог праска створила два паралелна свемира, с тим да је већина завршила у нашем свемиру, а већина антиматерије у другом, паралелном свемиру.

У том другом свемиру све би требало да се одвија у супротном смеру, а звезде или планете биле би сачињене од антиматерије, а не од материје. Што је још занимљивије, овај би се свемир временом вратио уназад ка Великом праску, а не би се ширио од њега као наш свемир.

Потребни су додатни докази

Идеја о оваквом паралелном свемиру радакалан је помак од важеће космологије, али Турк верује да ће он и колеге успети да разреше све потешкоће без увођења још једне нове честице.

Ако је ANITA заиста ухватила десни неутрино који претпоставља теорија анти-свемира, онда би морале да га открију и друге неутринске опсерваторије.

С друге стране, теоријски физичар Луј Анчордаги са Универзитета у Њујорку сматра да се високоенергетски „тау“ неутрино може заменити с „муон“ неутринима ниже енергије, који је уочен у „IceCube“ опсерваторији, што би значило да су на оба места откривени докази о постојању паралелног свемира.

Извор: newscientis. com/РТС