Vesmír existuje kvôli prvotnej nesymetrii
Už tradične sa svet v prvej polovici októbra dozvedá, komu boli udelené Nobelove ceny za fyziku, chémiu, medicínu alebo fyziológiu, literatúru, mier a ekonomiku (aj keď cena za ekonomiku nie je celkom "pravá" a udeľuje sa až od roku 1969). Napriek tomu, že o Nobelových cenách, o objektivite ich udeľovania, či o tom, kto ich nemal či zase naopak mal dostať, sa už toho veľa popísalo, predstavujú tieto ceny pre ich laureátov obvykle tú najvyššiu poctu, ktorej sa im mohlo dostať. Na tejto strane sme zvykli každý rok aspoň trochu priblížiť vedecké práce, za ktoré boli udelené ceny za fyziku, chémiu a medicínu alebo fyziológiu. Urobíme tak aj tohto roku, pričom začneme fyzikou (možno to bude trochu "ťažké" čítanie, ale o špičkových vedeckých výsledkoch sa ťažko píše "ľahko"...).
Najviac traja
Možno spomenúť, že podľa teraz platných pravidiel možno Nobelovu cenu v jednom odbore udeliť najviac trom ľuďom, pričom ich podiel na cene nemusí byť rovnaký.Kráľovská švédska akadémia vied rozdelila tohtoročnú Nobelovu cenu za fyziku tak, že jednu polovicu získal Yoichiro Nambu z Ústavu E. Fermiho univerzity v Chicagu a druhú polovicu získali spoločne Makoto Kobayashi z Výskumnej organizácie vysokoenergetických urýchľovqčov v japonskej Tsukube a Toshihide Maskawa z Yukawovho ústavu teoretickej fyziky univerzity v Kyoto. Emeritný profesor Y.Nambu, ktorý sa narodil v roku 1921 v Tokiu a je americkým občanom, dostal polovicu ceny "za objav mechanizmu spontánne narušenej symetrie v subatómovej fyzike". Emeritní profesori M. Kobayashi a T. Maskawa, obaja japonskí občania, dostali svoju polovicu ceny "za objav pôvodu narušenej symetrie, ktorý predpovedá existenciu najmenej troch rodín kvarkov v prírode".
Symetria sa páči
V odôvodneniach udelenia oboch polovíc tohtoročnej ceny za fyziku (citovali sme ich podľa tlačovej správy Nobelovej nadácie) sa spomína slovo symetria. So symetriou sa stretávame aj v bežnom živote symetrická je väčšina stavieb, mnohé časti nábytku našich bytov sú symetrické, na nohách máme pár symetrických topánok a väčšinou sa nám páčia ľudia so súmernou, teda symetrickou tvárou (aj keď táto symetria nie nikdy dokonalá). Výtvory prírody sú však už obvykle menej symetrické, aj keď napríklad mnohé kvety i niektoré plody možno považovať za (temer) symetrické (napríklad pomaranče). Tohtoroční laureáti Nobelovej ceny za fyziku však študovali symetriu, či skôr jej narušenie, v úplne inom svete, než je našim zmyslom prístupný svet, a to v svete elementárnych častíc.
Narušená symetria mikrosveta
Už v roku 1960 formuloval Y. Nambu svoj matematický opis spontánne narušenej symetrie vo fyzike elementárnych častíc. Spontánne narušená symetria skrýva usporiadanie (poriadok) prírody pod zjavne neusporiadaný (náhodný) povrch. Nambuove teórie sa ukázali byť mimoriadne užitočnými a boli zapracované do tzv. Štandardného modelu fyziky elementárnych častíc. Tento model zjednocuje najmenšie stavebné prvky všetkej hmoty a tri zo štyroch síl (interakcií), vyskytujúcich sa v prírode, do jednej teórie. Spontánne narušené symetrie, ktoré študoval Nambu, sa odlišujú od narušených symetrií, ktoré opísali M. Kobayashi a T. Maskawa. Zdá sa, že tieto spontánne javy sa vyskytovali v prírode od samého počiatku existencie vesmíru, ale boli úplným prekvapením, keď boli v roku 1964 po prvý raz objavené v časticových experimentoch. Len v nedávnych rokoch však vedci úplne potvrdili vysvetlenia, ktoré k týmto javom poskytli Kobayashi a Maskawa v roku 1972. Práve za túto prácu dostali obaja japonskí fyzici tohtoročnú cenu za fyziku.
Predpovedali nové kvarky
Spomenutí fyzici vysvetlili narušenú symetriu v rámci Štandardného modelu, ale považovali za potrebné rozšíriť tento model na tri rodiny kvarkov (z nich sú "poskladané" neutróny a protóny). Tieto predpovedané, hypotetické nové kvarky boli pomerne nedávno objavené vo fyzikálnych experimentoch. Až v roku 2001 dva časticové detektory (BaBar v Stanforde, USA, a Belle v japonskej Tsukube) nezávisle na sebe detegovali narušené symetrie. Doteraz nevysvetlená narušená symetria existovala už pri vzniku vesmíru, pri tzv. veľkom tresku (Big Bang) pre približne 14 miliardami rokov. Vtedy vznikla hmota a súčasne aj antihmota. Ak by bolo vzniklo rovnaké množstvo hmoty i antihmoty, došlo by k ich vzájomnému zničeniu (tzv. anihilácii), pričom by po nich ostalo len žiarenie. Našťastie hmota a antihmota vznikli "nesymetricky", pričom vznikla jedna častice hmoty navyše na každých desať miliárd častíc antihmoty.
Existujeme vďaka nesymetrii
Táto narušená symetria v podstate spôsobila, že vesmír "prežil" a vyvinul sa do takej podoby, v akej ho poznáme dnes. Ako presne k tejto nesymetrii došlo, zatiaľ nikto nevie, ale pomôcť pri odhalení tohto javu by mal aj nový superurýchľovač LHC, ktorý bol nedávno uvedený do činnosti v Európskom centre jadrového výskumu (CERN) v Ženeve. Nobelova cena za fyziku je tohto roku dotovaná sumou 10 milión švédskych korún, pričom Y. Nambu dostane polovicu tejto sumy a M. Kobayashi a T. Maskawa si rozdelia druhú polovicu.
Najdôležitejšie správy z východu Slovenska čítajte na Korzar.sme.sk.
