Vesmír by neměl existovat. To je ten problém.
Podle našich nejlepších teorií vytvořil Velký třesk hmotu a antihmotu ve stejných poměrech. Měli se srazit, anihilovat a zanechat za sebou studený, prázdný Vesmír naplněný pouze fotony. Nicméně jsme tady. hvězdy. Planety. Vy. Něco se pokazilo. Nebo přesněji, všechno šlo správně pro hmotu, ale pro antihmotu to šlo špatně.
Fyzici po tomto přízraku hledali desítky let. A nyní CMS Collaboration v CERNu přilila olej do ohně.
Použili největší vzorek mezonů b vůbec. Cíl? Změřte dočasné narušení CP při rozpadu B(s) s takovou přesností, že předchozí pokusy vypadají jako amatérská práce.
Úhel umělé inteligence
To je jádro věci. Neutrální b-mezony jsou nestabilní. Skládají se z antického kvarku krásy a spodního kvarku. Mají ale jednu zvláštnost: dokážou spontánně změnit svou identitu. Mezon se promění ve svou vlastní antičástici a poté se opět změní zpět. To jde dál a dál a dál.
Porovnáním toho, jak často se rozpadá varianta hmoty s tím, jak často se rozpadá varianta antihmoty, dostaneme číslo. Malý rozdíl. Tento rozdíl je porušením poplatku a parity (CP). Toto je ten pravý „důkaz“, který jsme tak dlouho hledali.
Ale měřit to je skutečná noční můra.
Vědci analyzovali srážky protonů zaznamenané v letech 2022 až 2025. Jedná se o čerstvý materiál. Velmi svěží. Zrekonstruovali specifické rozpady přibližně 1,4 milionu mezonů B0 a 16 000 mezonů B0s.
Mezony B0s obsahují podivný kvark namísto down kvarku. Malý rozdíl? Ne. Obrovský rozdíl v datech.
Nejtěžší věc? Určete, který mezon se zrodil právě v tu chvíli, než se rozpadl na J/ψ-mezon a neutrální kaon.
Předchozí metody byly hrubé. Tentokrát? Použitá umělá inteligence.
Algoritmus analyzuje miony, elektrony a částicové výtrysky (jety) vznikající při srážkách. Pro B0 také kontroluje sousední částice. Vytváří si obraz výchozího stavu. Výsledek? Výrazně přesnější identifikace původu mezonu. Méně hluku. Více signálu.
Proč je to důležité?
“Naměřené porušení CP je v souladu s předpověďmi standardního modelu.”
Tato věta by měla fyziky znervózňovat.
Nebo naopak zažít úlevu. Vše záleží na úhlu pohledu.
Údaje jsou v souladu se standardním modelem. Porušení CP naměřené během rozpadu částice B0s na J/psi a neutrální kaon je nejpřesnější v celé historii pozorování. Všechno do sebe zapadá. Perfektně se hodí.
A to je ten problém.
Pokud Standardní model vysvětluje všechnu nerovnováhu, pak je to spořádané, nudné vysvětlení. Znamená to, že matematika, kterou máme, je správná a vše, co musíme udělat, je upřesnit čísla. Ale nerovnováha byla kolosální. Porušení CP předpovídané Standardním modelem není dostatečně velké, aby vysvětlilo existenci veškeré hmoty ve vesmíru.
To znamená, že buď měření něco chybí, nebo je někde mimo aktuální model skrytá nová fyzika maskovaná chybami, které jsme dosud neobjevili.
Toto není jen další aktualizace. Toto je zátěžový test. Desetiletá hypotéza dostala silný impuls. Tým CMS nejen potvrdil nerovnováhu; utáhli smyčku kolem krku teoriím, které se to snaží vysvětlit.
Nyní máme více dat. Lepší data. Omyté umělou inteligencí, vysoce přesné a krásné ve své složitosti, 1,4 milionu rozpadů. Otázkou zůstává: obstojí matematika při zkoumání? Nebo vesmír skrývá něco hlubšího ve svých vzorcích rozpadu?
Díváme se blíž než kdy jindy. A odpověď nebyla tak jasná, jak jsme doufali.
