Už desítky let existuje hypotéza, že by mohl existovat zrcadlový svět, který je s naší realitou v kontaktu jen velmi slabě. Mohl by mimo jiné vysvětlovat temnou hmotu. Švýcarští vědci nyní proměřili přibližně 25 miliard neutronů, aby zjistili, zda skutečně mizí.
Pokud by teorie zrcadlového světa platila, měl by každý druh elementární částice odpovídajícího „dvojníka“.
Stručně:
- Podle jedné hypotézy by ve vesmíru mohl existovat pro nás neviditelný zrcadlový svět.
- Proměny elementárních částic by mohly vysvětlovat jevy, jako je temná hmota.
- Fyzici ze Švýcarska tuto myšlenku prověřili na 25 miliardách ultrachladných neutronů.
- Ve svém experimentu vědci nezaznamenali žádnou přeměnu na zrcadlové neutrony, a proto tuto hypotézu považují za nepravděpodobnou.
Zní to jako námět ze science fiction, ale tato myšlenka pochází od renomovaných teoretických fyziků: vedle naší běžné reality by mohl existovat takzvaný zrcadlový svět. Každému druhu elementární částice by v něm odpovídal určitý „dvojník“, takže by vedle zrcadlových elektronů existovaly také zrcadlové protony nebo zrcadlové neutrony.
Podle této hypotézy lze mezi běžnými a zrcadlovými částicemi očekávat jen velmi slabé vzájemné působení. „V zásadě se oba druhy částic navzájem ovlivňují pouze prostřednictvím gravitace,“ vysvětlil Geza Zsigmond, vědec z Centra pro výzkum neutronů a mionů při Paul Scherrer Institute (PSI) ve Švýcarsku.
Navzdory desetiletím hledání se tyto záhadné zrcadlové částice nikdy nepodařilo prokázat. Výsledky nedávných experimentů ve Francii nicméně udržovaly naději na existenci zrcadlových neutronů při životě. Výzkumníci z PSI však nyní po novém experimentu, který dosáhl dosud nepřekonané přesnosti, dospěli k jinému závěru: s velmi vysokou pravděpodobností lze vyloučit přeměnu neutronů na jejich zrcadlovou podobu.
Hledání nemožného?
Právě proto, že zrcadlové částice téměř nereagují s běžnou hmotou, je jejich hledání mimořádně obtížné. S hmotou, kterou známe, mohou podle hypotézy přicházet do kontaktu pouze dvěma způsoby: prostřednictvím gravitace nebo vzácných oscilací neutrálních částic.
Proto se zrcadlové částice považují také za možné kandidáty na takzvanou temnou hmotu. Ta totiž tvoří ve vesmíru podstatně více hmoty než běžná hmota, její podstata však zůstává zcela neobjasněná. Právě proto, že zrcadlové částice s naším světem interagují jen velmi slabě, mohly by podle této představy stát za temnou hmotou.
„Neexistuje žádná možnost, jak existenci zrcadlových částic prokázat pouze prostřednictvím gravitace,“ říká vedoucí výzkumu Bernhard Lauss z PSI. „Proto jsme se zaměřili na jejich jinou vlastnost – podle této hypotézy by neutrální částice mohly oscilovat tam a zpět mezi naší běžnou hmotou a zrcadlovým světem.“
Neutrální částice, jako je neutron, by tedy mohly – byť velmi vzácně – jednoduše zmizet z naší reality a proměnit se v zrcadlovou částici. Po určité době by se pak mohla znovu objevit zdánlivě odnikud.
„Neutrony jsou pro takový výzkum vhodné ze dvou důvodů: zaprvé jsou elektricky neutrální a zadruhé mají jednu zvláštní vlastnost,“ dodává Zsigmond. „Zdá se totiž, že neutrony mají různou dobu života podle toho, jakým způsobem ji měříme.“ Část tohoto rozdílu by mohla být vysvětlena tím, že některé neutrony během měření „zmizí“ do zrcadlového světa.
Žádné známky zrcadlového světa
Aby toto neobvyklé chování prověřili, navrhli vědci z PSI spolu s mezinárodními kolegy důmyslný experiment. Neutrony výrazně zpomalili a vytvořili takzvané ultrachladné neutrony. Ty poté zachytili ve speciální nemagnetické vakuové nádobě z nerezové oceli.
Tým tímto způsobem každých pět minut uložil do nerezové nádoby přibližně 1,5 milionu neutronů. Po zhruba 200 sekundách nádobu vyprázdnil a vědci spočítali, kolik neutronů v ní zůstalo. Pokud by během této doby některé neutrony zmizely do zrcadlového světa, při vyprazdňování by se neobjevily a při následném sčítání by chyběly. Experiment se opakoval po dobu několika měsíců, aby pokryl všechny relevantní oblasti, v nichž by podle teorie mělo docházet k oscilacím mezi neutrony a zrcadlovými neutrony – bez úspěchu.
„Na základě těchto výsledků lze s velmi vysokou pravděpodobností vyloučit všechny dosavadní spekulace o přeměně na zrcadlové částice,“ uvedli vědci.
Studie vyšla 28. července 2026 v odborném časopise „Physical Review Letters“.
–etg–
