Domov > Raziskave > V žarišču > Nobelova nagrada za fiziko v letu 2008

Nobelova nagrada za fiziko v letu 2008

Letošnjo Nobelovo nagrado za fiziko so si razdelili trije japonski teoretiki fizike osnovnih delcev: Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi in Toshihide Maskawa.

Kobayashi in Maskawa sta na podlagi eksperimentalnih dokazov o kršitvi simetrij v svetu osnovnih delcev leta 1973 napovedala, da je edina smiselna razlaga merskih rezultatov obstoj šestih vrst osnovnih delcev, imenovanih kvarki. V času, ko so poznali zgolj tri vrste kvarkov, ki sestavljajo težje protone in nevtrone, je bila to drzna hipoteza. In daljnosežna, saj ni napovedovala zgolj novih delcev. Ponudila je tudi razlago za dotlej nerazumljen pojav razlike med delci in njihovimi antidelci. Slednji so identični delcem, le da imajo nekatere lastnosti, kot je električni naboj, nasprotne. Asimetrija v očem nevidnem svetu osnovnih delcev je tesno povezana s celotnim vesoljem, v katerem živimo.

Ruski fizik Andrej Saharov je leta 1967 objavil teorijo, ki je pojasnjevala, kako se je vesolje razvilo do današnje stopnje, ko je sestavljeno skoraj izključno iz snovi in ne antisnovi. Ključni pogoj je po njegovi razlagi majhna razlika med pogostostjo razpadov delcev in antidelcev. Kobayashi in Maskawa sta s svojo nagrajeno teorijo napovedala, da je ta razlika mogoča, a le če obstaja šest vrst različnih kvarkov. Še več, napovedala sta, da bo v bodočnosti mogoče opaziti razliko med razpadi delcev in antidelcev, sestavljenih iz dotlej neznanih kvarkov.

V enajstih letih po objavi njune teorije so fiziki odkrili težje delce, ki so vsebovali vse tri manjkajoče kvarke. Na kronski dokaz o kršitvi simetrije med temi delci in njihovimi antidelci pa je bilo potrebno počakati do začetka tega desetletja. Leta 2002 sta eksperimentalni skupini Belle in BaBar, ki sta opravljali meritve na pospeševalnikih v Tsukubi na Japonskem in v Stanfordu v Kaliforniji, odkrili kršitev omenjene simetrije. Izmerili sta majhno razliko med razpadi delcev in antidelcev, sestavljenih iz enega od treh kvarkov, ki sta ju napovedala japonska teoretika. Zahtevne meritve razpadov delcev, ki živijo zgolj bilijoninko sekunde, preden razpadejo, z veliko natančnostjo potrjujejo njune napovedi. S tem je bila teorija Kobayashi-Maskawa tudi eksperimentalno potrjena in pot do najvišje nagrade v znanosti odprta.

K eksperimentalni potrditvi teorije Kobayashi-Maskawa so pomembno doprinesli slovenski fiziki z Instituta Jožef Stefan in univerz v Ljubljani, Mariboru in Novi Gorici. Sodelujejo pri eksperimentu Belle na japonskem inštitutu KEK, kjer raziskuje tudi Makoto Kobayashi, in v prihodnjih letih načrtujejo še natančnejše meritve s področja asimetrij med delci in antidelci.

Več informacij: na spletnih straneh Nobelove nagrade http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/sci.html in na straneh slovenske skupine pri eksperimentu Belle, http://www-f9.ijs.si/belle/.