ოქსფორდის უნივერსიტეტის ფიზიკოსებმა დიდი ადრონული კოლაიდერის მონაცემების ანალიზის საფუძველზე დაამტკიცეს, რომ სუბატომურ ნაწილაკს შეუძლია თავისსავე ანტინაწილაკად იქცეს, და, შემდეგ, საწყის ფორმას დაუბრუნდეს.

ბრიტანელმა მეცნიერებმა გაზომვები CERN-ში, Large Hadron Collider beauty (LHCb) ექსპერიმენტის ფარგლებში ჩაატარეს. ექსპერიმენტი იმის პირველ მტკიცებულებას წარმოადგენს, რომ მომხიბვლელ მეზონს შეუძლია ჯერ საკუთარ ანტინაწილაკად, შემდეგ კი ისევ მომხიბვლელ მეზონად იქცეს. აღსანიშნავია, რომ მეზონი მთელსპინიანი ადრონული სუბატომური ნაწილაკია, რომელიც ერთნაირი რაოდენობის კვარკებისა და ანტიკვარკებისგან შედგება. რაც შეეხება მომხიბვლელ მეზონს, იგი მომხიბვლელ კვარკსა (charm quark) და ზედა ანტიკვარკს (up antiquark), მისი ანტინაწილაკი კი — მომხიბვლელ ანტიკვარკსა და ზედა კვარკს შეიცავს.

10 წელზე მეტი ხნის მანძილზე, მეცნიერები ფიქრობდნენ, რომ მომხიბვლელ მეზონებს ნაწილაკისა და ანტინაწილაკის ნარევის სახით შეეძლოთ არსებობა. ახალმა შედეგმა კი აჩვენა, რომ სინამდვილეში, ისინი ამ ორ მდგომარეობას შორის ოსცილირებენ. ფიზიკოსები შეეცდებიან, ისეთ კითხვაზე იპოვონ პასუხი, გამოწვეულია თუ არა ეს გადასვლები რომელიმე უცნობი ნაწილაკით, რომლის არსებობაც სტანდარტული მოდელით არ არის ნაწინასწარმეტყველები.

მეცნიერების მოხსენების მიხედვით, რომელიც Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა, მომხიბვლელ მეზონებს შეუძლიათ, ერთდროულად იყონ როგორც ნაწილაკი, ასევე ანტინაწილაკი. ეს მდგომარეობა, რომელიც კვანტური სუპერპოზიციის სახელით არის ცნობილი, შედეგაც გვაძლევს ორ ნაწილაკს, რომლებიც ერთმანეთისგან მასით განსხვავდებიან — ერთი მათგანი შედარებით მსუბუქია, მეორე კი — შედარებით მძიმე.

დიდი ადრონული კოლაიდერის მეორე გაშვების დროს შეგროვებული მონაცემების შესწავლით ოქსფორდის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა ორ ნაწილაკს შორის მასათა სხვაობაც გაზომეს. განსხვავება 0.00000000000000000000000000000000000001, ან 1x10^-38 გრამი აღმოჩნდა. ასეთი სიზუსტის გაზომვის ჩატარება მხოლოდ ბევრი დაკვირვების საფუძველზეა შესაძლებელი. გუნდმა არანაკლებ ზუსტი ტექნიკა გამოიყენა ანალიზისთვის, რომელიც უორუიკის უნივერსიტეტის მკვლევართა გუნდმა შექმნა.

სტანდარტული მოდელის თანახმად, არსებობს მხოლოდ ოთხი ტიპის ნაწილაკი, რომლებსაც საკუთარ ანტინაწილაკად გარდაქმნა შეუძლიათ. ეს ფენომენი კი, პირველად 1960-იან წლებში, უცნაურ მეზონებში (strange meson) დააფიქსირეს.

"ოსცილირებადი მომხიბვლელი მეზონის აღმოჩენას განსაკუთრებით შთამბეჭდავს ხდის ის ფაქტი, რომ ოსცილაცია ძალიან ნელა მიმდინარეობს, და, მეზონის დაშლის დროის გათვალისწინებით, მისი გაზომვა ძალიან ძნელია. ეს შედეგი აჩვენებს, რომ ოსცილაციები იმდენად ნელა მიმდინარეობს, რომ ნაწილაკების უდიდესი რაოდენობა იქამდე იშლება, სანამ ისინი ანტინაწილაკად გარდაქმნას შეძლებენ. თუმცა, LHCb ექსპერიმენტის ამის დამტკიცება მაინც შევძელით", — ამბობს პროფესორი გაი უილკინსონი ოქსფორდის უნივერსიტეტიდან, რომელიც ამ კვლევაში მონაწილეობდა.

იმ ანალიზის ტექნიკის შემქმნელი, რომელიც გაზომვებისთვის გამოიყენეს, უორუიკის უნივერსიტეტის პროფესორი ტიმ გარსონი ამბობს, რომ "მომხიბვლელი მეზონები პროტონების შეჯახებით წარმოიქმნებიან და დაშლამდე მხოლოდ რამდენიმე მილიმეტრის გავლას ასწრებენ. მეცნიერებმა ერთმანეთს შეადარეს ის მომხიბვლელი მეზონები, რომლებიც ნაკლებს გადიან და ისინი, რომლებიც შედარებით მეტ მანძილს გადიან დაშლამდე. ამის საფუძველზე მათ შეძლეს გაეზომათ მთავარი სიდიდე, რომელიც ნაწილაკის ოსცილაციების სიჩქარეს განსაზღვრავს — მსუბუქ და მძიმე ვერსიების მასებს შორის სხვაობა".

მეცნიერები ახლა თვითონ ოსცილაციის პროცესის შესწავლას შეეცდებიან და, წარმატების შემთხვევაში, სავარაუდოდ, ეს მატერია-ანტიმატერიის ასიმეტრიის პრობლემის ამოხსნისკენ გადადგმული უდიდესი ნაბიჯი იქნება. მთავარი გასარკვევი საკითხი ისაა, ნაწილაკის ანტინაწილაკად გარდაქმნები უფრო ხშირია, თუ პირიქით. ასევე, ახდენს თუ არა რაიმე გავლენას ამ გარდაქმნებზე რაიმე უცნობი ნაწილაკი, რომელიც სტანდარტული მოდელით არაა გათვალისწინებული.

აღსანიშნავია, რომ დიდი მატერიის შემდეგ სამყაროში მატერია და ანტიმატერია თანაბარი რაოდენობით იყო, თუმცა, მოგვიანებით, აუხსნელი მიზეზების გამო მატერიამ ანტიმატერიას გადააჭარბა. იქიდან გამომდინარე, რომ სამყარო დღეს უმეტესად მატერიისგან შედგება, ალბათ, მაშინ უმცირესი სხვაობა მაინც უნდა ყოფილიყო ანტიმატერიასა და მატერიას შორის, რამაც ამ უკანასკნელს გადარჩენის საშუალება მისცა.