Το φετινό Νόμπελ Φυσικής μοιράζεται ανάμεσα σε δύο Ιάπωνες και έναν Αμερικανό ιαπωνικής καταγωγής για τη συμβολή τους στην εξέλιξη του Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής.

Το ήμισυ του βραβείου θα απονεμηθεί στον Αμερικανό Γιοχίρο Νάμπου, σήμερα 87 ετών, «για την ανακάλυψη του μηχανισμού της αυθόρμητης σπασμένης συμμετρίας στην υποατομική φυσική» ανακοίνωσε την Τρίτη η Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών.

Το υπόλοιπο μισό θα μοιραστούν ο 64χρονος σήμερα Μακότο Κομπαγιάσι και ο Τοσιχίντε Μασκάουα, 68 ετών, «για την ανακάλυψη της προέλευσης της σπασμένης συμμετρίας η οποία προβλέπει την ύπαρξη τουλάχιστον τριών οικογενειών κουάρκ». Κουάρκ είναι τα υποατομικά σωματίδια από τα οποία αποτελούνται τα πρωτόνια και τα νετρόνια στους πυρήνες των ατόμων.

Οι νικητές του Νόμπελ Ιατρικής-Φυσιολογίας ανακοινώθηκε τη Δευτέρα και ακολουθούν μέχρι το τέλος της εβδομάδας τα Νόμπελ Χημείας, Λογοτεχνίας και Ειρήνης, ενώ το Νόμπελ Οικονομικών ανακοινώνονται την επόμενη Δευτέρα.

Δείτε το βίντεο

Τα βραβεία, συνοδευόμενα από χρηματικό έπαθλο 10 εκατ. σουηδικών κορονών, απονέμονται σε ειδική τελετή που πραγματοποιείται κάθε χρόνο στις 10 Δεκεμβρίου στη Στοκχόλμη, με εξαίρεση το Νόμπελ Ειρήνης που απονέμεται στο Όσλο της Νορβηγίας.

Σπασμένος καθρέπτης

Οι φυσικοί έχουν πλέον αποδείξει ότι το Σύμπαν δεν παρουσιάζει πάντα συμμετρία, όπως αυτή που υπάρχει ανάμεσα σε ένα αντικείμενο και το είδωλό του στον καθρέπτη. Η έννοια της «σπασμένης συμμετρίας» μπορεί να γίνει πιο εύκολα κατανοητή από δύο φαινόμενα που παραμένουν μέχρι σήμερα δυσεξήγητα:

Οι επιστήμονες πιστεύουν σήμερα ότι τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης πριν από 14,6 δισ. χρόνια, το Σύμπαν ήταν εξαρχής ελαφρώς ασύμμετρο όσον αφορά ορισμένα χαρακτηριστικά τους. τη στιγμή εκείνη δημιουργήθηκαν σχεδόν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης, οι οποίες έχουν την ιδιότητα να αλληλοεξουδετερώνονται όταν έρθουν σε επαφή.

Αν οι ποσότητες ύλης και αντιύλης ήταν «συμμετρικές» και ίσες, τίποτα από ό,τι βλέπουμε σήμερα στον Κόσμο δεν θα υπήρχε -θα είχε αφανιστεί από την αλληλοεξόντωση. Ένα απειροελάχιστο πλεόνασμα ύλης επέτρεψε το σχηματισμό άστρων και γαλαξιών.

Οριστική εξήγηση για την ασυμμετρία ύλης-αντιύλης ακόμα δεν υπάρχει, θα μπορούσε όμως να προκύψει από τα πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN.

Το ίδιο όργανο ίσως δώσει απάντηση και σε ένα άλλο φαινόμενο ασυμμετρίας, την ασυμμετρία ανάμεσα στις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης -ηλεκτρομαγνητική, ασθενής και ισχυρή πυρηνική δύναμη και βαρύτητα.

Οι περισσότεροι φυσικοί σήμερα πιστεύουν ότι η αρχική συμμετρία μεταξύ των δυνάμεων έσπασε αυθόρμητα λόγω του «μηχανισμού Χιγκς». Τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος ίσως κανένα σωματίδιο δεν είχε μάζα -την απέκτησε λόγω της παραβίασης της συμμετρίας από το «σωματίδιο του Χιγκς», γνωστό και ως «σωματίδιο του Θεού», το οποίο επίσης αναζητά ο LHC.

Ο δρόμος για αυτή την ανακάλυψη ξεκίνησε από τον Γιοχίρο Νάμπου τη δεκαετία του 1960, όταν εισήγαγε για πρώτη φορά την αυθόρμητη παραβίαση της συμμετρίας στην φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων.

Τα μαθηματικά εργαλεία που ανέπτυξε για την ασυμμετεία διαπερνούν το σημερινό Καθιερωμένο Μοντέλο, το σύνολο των εξισώσεων που περιγράφουν την ύλη και ενοποιοούν τρεις από τις τέσσερις δυνάμεις της φύσης, με εξαίρεση τη βαρύτητα.

Το έργο των Μακότο Κομπαγιάσι και Τοσιχίντε Μασκάουα τη δεκαετία του 1970 περιέγραψαν το μηχανισμό της σπασμένης συμμετρίας και προέβλεψαν την ύπαρξη τριών κατηγοριών κουάρξ η οποία επιβεβαιώθηκε μόνο πολύ αργότερα.

Το έργο που ξεκίνησαν οι τρεις ερευνητές θα μπορούσε τώρα να εξελιχθεί με την ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς και την εξήγηση της ασυμμετρίας ύλης-αντιύλης στον LHC.

Newsroom ΔΟΛ