Ovo otkriće moglo bi otvoriti vrata u potrazi za novom fundamentalnom silom prirode i objasniti zašto je u velikom prasku stvoreno više materije nego antimaterije što je ključ postojanja svega u našem svemiru.

'Da su u velikom prasku stvorene jednake količine materije i antimaterije sve bi se poništilo pa ne bi bilo galaksija, zvijezda, planeta i ljudi', rekao je suautor istraživanja Tim Chupp profesor fizike na University of Michigan.

Čestice antimaterije imaju jednaku masu, ali suprotan naboj od odgovarajućih čestica materije. U poznatom svemiru antimaterija je vrlo rijetka – stvara se i potom brzo nestaje pod utjecajem kozmičkih zraka, u solarnim bakljama te u sudarima u ubrzivačima kao što je Veliki hadronski sudarač u CERN-u. Kada se čestice materije i antimaterije sretnu, međusobno se poništavaju.

Jedna od najvećih misterija u razvoju našeg svemira je neravnoteža u količini materije i antimaterije. Ona nije predviđena standardnim modelom – teorijom koja opisuje zakone prirode i prirodu materije. Budući da standardni model ne uspijeva na zadovoljavajući način objasniti neke druge pojave poput relativističke gravitacije, tamne tvari i ubrzanog širenja svemira, odnosno postojanja tamne energije, znanstvenici se nadaju da bi buduća istraživanja mogla ukazati na rješenja i novu silu koja bi dovela do nove objedinjujuće teorije. Potvrde o postojanju takve sile mogle bi se pronaći u mjerenjima koja bi odredila kako su osi jezgre radioaktivnih elemenata radona i radija poravnate s njihovim spinom.

Čudan oblik- znak nove sile?

Jezgre atoma standardno imaju oblik kugle ili izduženiji lubenice. 'Oblik kruške je poseban jer znači da su neutroni i protoni koji sačinjavaju jezgru raspoređeni na malo drugačijim mjestima uzduž unutrašnje osi', objasnio je Chupp. Takav oblik nastaje zbog toga što nuklearne sile, koje se bitno razlikuju od sferičnih, poput gravitacije, iz središta potiskuju pozitivne protone.

'Nova interakcija čije efekte istražujemo čini dvije stvari', rekao je Chupp i dodao: 'Uzrokuje asimetriju materije i antimaterije u ranom svemiru te pomiče smjer spina i osi naboja u ovim kruškolikim jezgrama.'

Kako bi odredili oblik jezgre, stručnjaci su u CERN-ovom detektoru Isotope Separator facility ISOLDE stvorili zrake egzotičnih, kratkovječnih atoma radona i radija. Ubrzali su ih i sudarili s metama od nikla, kadmija i kositra. No zbog odbojnih sila između pozitivno nabijenih jezgara nije došlo do nuklearnih reakcija. Umjesto toga jezgre su preše u viša energetska stanja i potom odaslale gama zrake u posebnom uzorku koji je otkrio da imaju oblik kruške.

'Naša su otkrića u kontradikciji s nekim nuklearnim teorijama, a trebala bi pomoći da se neke druge rafiniraju', rekao je voditelj istraživanja Peter Butler profesor fizike na University of Liverpool.

Hrvatski fizičar čestica dr. sc. Nikola Godinović član CMS kolaboracije u CERN-u i profesor na FESB-u u Splitu kaže da zbog privlačne nuklearne sile jezgre uglavnom imaju oblik nogometne lopte ili ragbi lopte.

'Međutim, nova mjerena pokazale su da neke teške jezgre imaju kruškoliki oblik. To znači da na jednom dijelu imate više, a na drugom manje mase', rekao je naš čestičar i dodao: 'Pitanje je zašto je to tako? Jedno moguće objašnjenje je da postoji još jedna dodatna interakcija u prirodi koja je odgovorna za simetriju između materije i antimaterije. Mi znamo da je svemir izgrađen od materije, a da u njemu nema antimaterije. U jednoj fazi u razvoju svemira na milijardu čestica antimaterije postojala je milijardu i jedna materije. Kada su se one međusobno poništile, ova jedna viška je ostala i na taj način je nastao današnji svemir. Mi ne razumijemo mehanizam koji je odgovoran za ovu malu asimetriju. Moguće je da je upravo ova sila koja uzrokuje kruškoliki oblik atoma simptom nove interakcije koja je van standardnog modela. Kod atoma koji imaju kruškoliki oblik jezgre ne podudaraju se ni težišta električnog naboja pa u jednom dijelu prevladava pozitivan, a u drugom negativan. Drugim riječima takvi atomi imaju dipolni moment.'