ფიზიკოსებმა ატომური ბირთვის ახალი ფორმის არსებობა დაადასტურეს. ეს ფაქტი ფიზიკის თანამედროვე თეორიებს ეჭვქვეშ აყენებს, მაგრამ შესაძლოა სულ სხვა საკითხის გარკვევაში დაგვეხმაროს.

ახალი აღმოჩენა შეიძლება თეორიულ ფიზიკაში არსებული ერთ-ერთი ყველაზე დიდი პრობლემის გადაჭრაში დაეხმაროს მეცნიერებს - სად არის ბნელი მატერია? ამაზეა დამოკიდებული კიდევ ერთი საიდუმლოს ამოხსნაც. კერძოდ, თუ რატომ არის წარსულ დროში მოგზაურობა შეუძლებელი.

"ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ამ ატომბირთვებს მიმართულება ჰქონდათ სივრცეში. ეს გულისხმობს მიმართულებას დროშიც და ამით მტკიცდება, რომ ჩვენ ყოველთვის ვიმოგზაურებთ წარსულიდან აწმყოში", - ამბობს მარკუს შეკი დასავლეთ შოტლანდიის უნივერსიტეტიდან.

ამ ახალი ატომბირთვების არსი რომ გავიგოთ, საჭიროა გავიხსენოთ ძველები. აქამდე მიჩნეული იყო, რომ ატომების ბირთვები მხოლოდ სამი ფორმის შეიძლება ყოფილიყო - სფერული, დისკოსებრი ან რაგბის ბურთის ფორმის.

ეს ფორმები წარმოიქმნება ბირთვში ელექტრული მუხტის გავრცელებით და იმართება პროტონებისა და ნეიტრონების სპეციფიკური კომბინაციებით.

ამ სამი ფორმის საერთო ფაქტორი მათი სიმეტრიაა, რომელიც ლამაზად ერგება ნაწილაკების ფიზიკაში არსებულ თეორიას, რომელსაც CP-სიმეტრია ეწოდება. CP-სიმეტრია არის ორი სიმეტრიის კომბინაცია და მიჩნეულია, რომ სამყაროში არსებობს: C-სიმეტრია და P-სიმეტრია.

C-სიმეტრია, რომელიც მუხტის სიმეტრიითაა ცნობილი (charge symmetry), აცხადებს, რომ თუ შეაბრუნებ ატომურ მუხტს საპირისპირო მხარეს, ამ ატომის ფიზიკა კვლავ იგივე იქნება. ანუ თუ ავიღებთ წყალბადის ატომს და ანტი-წყალბადის ატომს და შევურევთ ერთმანეთში, იდენტური გზით უნდა ირეაგიროს ორივემ, მიუხედავად საპირისპირო მუხტისა.

P-სიმეტრია, რომელიც ერთგვაროვნების სიმეტრიითაა ცნობილი (parity symmtery), აცხადებს, რომ სისტემის აღმწერი სივრცითი კოორდინატები შეიძლება მოვაბრუნოთ სათავის მიმართ, ამიტომ x, y და z ხდება -x, -y და -z.

"მარჯვენა და მარცხენა ხელში არსებობს P-სიმეტრია ერთმანეთის მიმართ: თუ ცერა თითს მიმართავ მაღლა და დანარჩენ თითებს შეკეცავ, შენი მარცხენა და მარჯვენა ხელები ერთმანეთის სარკისებურ ვერსიას შექმნიან", - ამბობს ეთან ზიგელი.

CP-სიმეტრია ამ ორი ცნების ერთობლიობაა და მისი დარღვევა ფიზიკის სტანდარტული მოდელის გადააზრებას ნიშნავს. მეორე მხრივ კი, ამით შეიძლება გადაიჭრას ანტიმატერიის პრობლემა სამყაროში.

ფიზიკის კანონების მიხედვით, დიდი აფეთქების დროს მატერიისა და ანტიმატერიის თანაბარი რაოდენობა წარმოიქმნა, მაგრამ ახლა, მილიარდობით წლების შემდეგ, ჩვენ მხოლოდ მატერიით (მყარი, თხევადი, გაზი და პლაზმა) ვართ გარშემორტყმული და თითქმის არსად არ არის ბუნებრივად შექმნილი ანტიმატერია (მეცნიერები მას ლაბორატორიებში ქმნიან).

"ეს ძალიან დიდი თავსატეხია, რადგან რელატივისტური კვანტური მექანიკის თეორია გვეუბნება, რომ ამ ორი რამის თანაბარი რაოდენობა უნდა იყოს. ფაქტობრივად, ფიზიკის ვერც ერთი მოდელი ვერ ხსნის ამ სხვაობას", - ამბობს ჯანლუკა სარი.

დავუბრუნდეთ ჩვენი ატომბირთვების ფორმებს. ფიზიკის ფუნდამენტური თეორიების უმეტესობა დაფუძნებულია სიმეტრიაზე, ამიტომ როდესაც ცერნის ფიზიკოსებმა 2013 წელს მსხლის ფორმის ასიმეტრიული ბირთვები აღმოაჩინეს იზოტოპ რადიუმ-224-ში, ეს სამეცნიერო სამყაროსთვის შოკი იყო. როგორც აღმოჩნდა, ბირთვებს შეიძლება ერთ ბოლოში უფრო მეტი მასა ჰქონოდათ, ვიდრე მეორეში.

სამი წლის შემდეგ, გასულ წელს, ეს აღმოჩენა მეორე კვლევით დადასტურდა, რომელმაც აჩვენა, რომ იზოტოპ ბარიუმ-144-ის ბირთვები ასევე ასიმეტრიული და მსხლის ფორმის იყო.

სანამ ფიზიკოსებს ეჭვი ეპარებოდათ, რომ ბარიუმ-144-ს მსხლის ფორმა ჰქონდა, შეკმა თავის გუნდთან ერთად საბოლოოდ გამოთვალა, როგორ დაენახა ატომები პირდაპირ. აღმოჩნდა, რომ ასიმეტრია ბევრად თვალშისაცემი იყო, ვიდრე თავდაპირველად ეგონათ.

საბოლოოდ მივადექით კითხვას: რა შუაშია დროში მოგზაურობა? ცოტა უცნაური ჰიპოთეზაა, მაგრამ შეკი ამბობს, რომ მასისა და მუხტის არათანაბარი განაწილება აიძულებს ბარიუმ-144-ის ბირთვს, რომ "მიშვერილი" იყოს კონკრეტული მიმართულებისკენ სივრცე-დროში. ამ მიმართულებამ შეიძლება ახსნას, თუ რატომ უნდა დროს მხოლოდ წარსულიდან აწმყოში წასვლა და არა პირიქით, იმ შემთხვევაშიც კი, თუ ფიზიკის კანონებს არ აინტერესებს, რომელი გზით წავა ის.

ცხადია, ეს საკითხი შესწავლას საჭიროებს, მაგრამ ეს აღმოჩენა კიდევ ერთი მინიშნებაა, რომ სამყარო შესაძლოა ისეთი სიმეტრიული არ იყოს, როგორიც ფიზიკის სტანდარტულ მოდელს სჭირდება. სწორედ აქედან შეიძლება დაიწყოს თეორიული ფიზიკის სრულიად ახალი ეტაპი.