CPT - ostatnia symetria. O poszukiwaniu nowej fizyki w Wielkim Zderzaczu Hadronów

Symetria od wieków fascynuje zarówno artystów, jak i naukowców. W fizyce ma jednak szczególny status: twierdzenie Emmy Noether pokazuje, że symetrii praw przyrody odpowiadają prawa zachowania. Symetrie decydują o tym, co jest możliwe, a co zakazane.

Niekiedy symetrie ulegają złamaniu i to właśnie wtedy dzieje się coś najciekawszego. Łamanie symetrii CP, łączącej odbicie przestrzenne z zamianą cząstek na antycząstki, jest jednym z warunków koniecznych do powstania asymetrii między materią a antymaterią, dzięki której w ogóle istniejemy.

Gdy do symetrii CP dodamy jeszcze odwrócenie kierunku czasu, otrzymamy bardziej fundamentalną symetrię CPT. Według kwantowej teorii pola ta złożona symetria jest absolutna: żadne znane zjawisko fizyki mikroskopowej jej nie narusza. Złamanie CPT wymagałoby porzucenia fundamentów, na których zbudowany jest Model Standardowy opisujący świat
cząstek, i otworzyłoby drzwi do nowej fizyki.

W moich badaniach na detektorze LHCb w CERN poszukuję właśnie takich śladów: analizując oscylacje mezonów, cząstek, w których materia i antymateria spontanicznie zamieniają się miejscami, szukam subtelnych asymetrii ukrytych w danych. To poszukiwanie igły w stogu siana, ale igły, która mogłaby zmienić nasze rozumienie wszechświata.

Wykład będzie zaproszeniem do świata, w którym piękno symetrii i fundamentalne pytania o istnienie spotykają się w tunelach Wielkiego Zderzacza Hadronów.