Vesmír má zvláštní asymetrickou vlastnost. U každé částice fyzika uvádí, že musí existovat její zrcadlový obraz. Kvark odpovídá antikvarku. Levá strana by měla být k nerozeznání od pravé. Slabá interakce však tato pravidla nedodržuje. Narušení CP narušuje kombinovanou symetrii konjugace náboje (přeměna částice na její antičástici) a parity (odraz prostorových souřadnic). To nám umožňuje udělat absolutní, objektivní rozdíl mezi hmotou a antihmotou.
Proč rozpad beta narušil symetrii parity
V roce 1957 fyzici zjistili, že parita se při beta rozpadu nezachovává. Přišlo to jako šok. Dříve se předpokládalo, že fyzikální zákony vypadají v zrcadle stejně. Beta rozpad prokázal opak. Slabá interakce zachází s levou a pravou stranou odlišně. Není symetrický. Toto porušení P připravilo půdu pro pochopení porušení CP, které kombinuje prostorový odraz se záměnou částice za antičástici.
Co vlastně dělá porušení CP?
Pokud částici změníte na její antičástici a poté přehodíte její levou a pravou orientaci, fyzikální zákony by teoreticky měly zůstat stejné. Toto je CP symetrie. Ve skutečnosti se to neděje. Slabá interakce zachází s těmito kombinovanými operacemi odlišně. Toto jemné rozlišení umožňuje vědcům rozlišovat mezi hmotou a antihmotou v absolutním smyslu. Bez ní by byli k nerozeznání dvojčata. S ním se stávají samostatnými entitami, které podléhají odlišným pravidlům.
Proč zatím neexistuje jednoduché vysvětlení
Neexistuje žádné zcela uspokojivé vysvětlení, proč dochází k porušení CP. Zůstává jednou z nejhlubších záhad částicové fyziky. Víme, že se to děje. Měříme to. Ale nemáme úplnou teorii, která by to předpovídala z prvních principů. Toto je základní vlastnost slabé interakce, nikoli vedlejší účinek. Nedostatek hlubšího „proč“ nutí výzkumníky hledat nové symetrie nebo nové částice, které by obrázek doplnily.
Tam, kde na tom v reálném životě záleží
To není jen abstraktní matematika. Porušení CP pomáhá vysvětlit, proč je vesmír tvořen hmotou spíše než stejným množstvím hmoty a antihmoty. Pokud by byla CP symetrie dokonale zachována, Velký třesk by produkoval stejné zlomky, které by se anihilovaly na čistou energii. S touto asymetrií souvisí samotný fakt naší existence. Toto je otisk, který umožňuje kosmu zachovat svou hmotu.
Slabá interakce je jediným známým zdrojem tohoto efektu. Silné interakce a gravitace takové porušení nevykazují. Tato specifičnost ukazuje na hlubší strukturu fungování základních interakcí. Tomu úplně nerozumíme. Jen víme, že existuje a utváří realitu, ve které žijeme.
