Model Standardowy może wprowadzać w błąd.
Nie tyle w części merytorycznej, co w sposobie klasyfikacji. Postrzega cząstki jako pojedyncze obiekty ułożone w schludne rzędy, niczym pierwiastki w układzie okresowym. Jednak George Hobart, badacz z Uniwersytetu w Bristolu, twierdzi, że ten system organizacji jest zasadniczo wadliwy.
Problem pojawia się właśnie z powodu neutrin.
Cząsteczki te słyną ze swojej „widmowej” natury. Prawie nie wchodzą w interakcje z niczym, praktycznie ignorując grawitację i słabą siłę jądrową, przenikając przez materię, jakby jej nie było. Nie znamy ich dokładnej masy, a mechanizm Higgsa, który zwykle wyjaśnia masę innych cząstek, nie jest w stanie przewidzieć jej dla neutrin.
Prawdziwe trudności zaczynają się od kwestii tożsamości.
Model Standardowy opisuje trzy typy neutrin: neutrina elektronowe, mionowe i taonowe. Każdy z nich ma cięższego „starszego brata” – odpowiednio elektron, mion i lepton tau.
I tu zaczyna się dziwność. Elektron pozostaje elektronem; nie przekształca się spontanicznie w mion. Prawa fizyczne na to nie pozwalają. Ale neutrina zmieniają swój „smak”. Neutrino elektronowe może przypadkowo zamienić się w neutrino mionowe podczas swojego ruchu. Zamieniają się miejscami jak dzieci w szkolnej kolejce po drugie śniadanie.
“Nie mamy dowodów na to, że “więksi bracia” są w stanie zmieniać miejsca w poziomie. Ale z jakiegoś powodu neutrina… mogą.
Hobart analizując obecną siatkę modelu widzi logiczną sprzeczność. Kategoryzujemy cząstki na podstawie masy i „smaku”, czyli właściwości, która odróżnia trzy typy neutrin. Neutrina naruszają oba te założenia. Ich masa jest mglista. Ich aromat jest niestabilny.
Hobart proponuje zatem restrukturyzację filozoficzną.
Przestań traktować neutrina jako oddzielne byty. Pomyśl o nich jak o rzędach. Pomyśl o nich jak o różnych stanach kwantowych pojedynczego obiektu. To nie są trzy różne cegły. To ta sama cegła, która po prostu ukazuje nam różne oblicza.
Nie zmienia to matematyki.
To zmienia obraz świata.
„To nie zmienia żadnej fizyki” – mówi Hobart. „Raczej weźmy tę niesamowitą teorię, którą ludzkość tworzy od prawie stulecia, i spróbujmy wymyślić, jak ją zinterpretować z bardziej filozoficznego punktu widzenia?”
Zaprezentował te idee na konferencji Podstawy Fizyki. Brzmi akademicko. Wydaje mi się, że jest to coś koniecznego.
Zgadza się z tym Noil Swanson z Uniwersytetu Delaware. Uważa, że nasza obecna definicja cząstki jest idealizacją. Tymczasowa wygoda.
“Oddzielenie wzbudzeń w sposób, w jaki robi to Model Standardowy, ma sens. Jeśli jednak uznamy je za podstawowe elementy Natury, jest to prawdopodobnie błąd.”
Swanson podejrzewa, że na podstawowym poziomie rzeczywistość bardziej przypomina pole. Cząstki są po prostu falami w tym polu. Tak, można je kategoryzować, ale nie jako odrębne, niezależne byty.
Fizyka i filozofia zwykle mieszkają w różnych domach. Rzadko się odwiedzają.
Może już czas zapukać do drzwi.
Jeśli inaczej zinterpretujemy dziwne cząstki, być może będziemy musieli szukać odpowiedzi w nowych miejscach. Nie wiemy jeszcze, czy neutrina to tak naprawdę trzy różne rzeczy, czy jedna. Eksperymenty są kontynuowane.
Modelka czeka.
