Snažíme se pochopit, proč je svět z hmoty, ne z antihmoty

Diváci sci-fi série Problém tří těles, natočené podle románu čínského spisovatele Liou Cch’-sina, si na tu scénu možná pamatují: přední vědkyně pracující na urychlovači částic páchá sebevraždu skokem do nitra přístroje. Na záběrech však není žádný urychlovač, ale monumentální detektor subatomárních částic zvaných neutrina, který se jmenuje Super-Kamiokande a je umístěn v kilometrové hloubce pod horou Ikeno v Japonsku. Je to ocelový válec o hloubce zhruba 40 metrů a čtyřicetimetrovém průměru vyplněný superčistou vodou coby detekčním médiem.

Vizuálně zajímavá scéna – vnitřní stěny detektoru pokrývá více než 11 tisíc skleněných baněk fotonásobičů, takže interiér připomíná gigantický včelí plást – upomíná na výjimečnost neutrin, elementárních, tedy dále nedělitelných částic, které v kosmu představují vůbec nejhojnější částice hmoty. Přilétají ze Slunce, ze vzdáleného vesmíru i zemské atmosféry (vznikají také v atomových reaktorech a umíme je vyrábět i v urychlovačích). Za vteřinu jich každým čtverečním centimetrem našeho těla prolétá sto miliard. Nevadí nám to díky tomu, že běžné hmoty si neutrina téměř vůbec nevšímají – naše těla i celá planeta Země jsou pro ně v podstatě „průhledné“. Proto je však krajně obtížné je detekovat.

Měření provedená už koncem šedesátých let minulého století zároveň ukázala zneklidňující věc: Ze Slunce, obrovského fúzního jaderného reaktoru, přilétá k Zemi jen asi třetina neutrin, než by podle výpočtů mělo. Mohlo by to mimo jiné znamenat, že naše mateřská hvězda vyhasíná, umírá. Než ale musel být vyslán tým astronautů, aby Slunce znovu „nastartoval“ výbuchem atomové bomby, jak o tom vypráví vědecko-fantastický film Sunshine z roku 2007, záhada se vyřešila. Zmíněný japonský detektor koncem minulého století dokázal, proč deficit vzniká: neutrina při letu prostorem „převlékají kabáty“ – mění se z jednoho typu neutrina na jiný. V procesech v nitru Slunce vzniká neutrino, které se nazývá elektronové, kromě něj ale existují ještě dvě jiná, ve která se může proměnit – a ta detektor v Japonsku nemůže zachytit. Ve fyzice se poznatkem o změně druhu neutrin „za letu“ otevřely nové perspektivy a cesta k teoriím, které sahají za rámec našich současných představ o světě částic, shrnutých v teorii zvané standardní model mikrosvěta.