Hiukkaset Cernin LHC-kiihdytinputkessa saattavat tuoda lisävalaistusta symmetrian rikkoutumiseen. Kuva: <A HREF=http://fi.wikipedia.org/wiki/Kuva:CERN_LHC_Magnet_Factory1.jpg>
Wikimedia Commons</A>
Hiukkaset Cernin LHC-kiihdytinputkessa saattavat tuoda lisävalaistusta symmetrian rikkoutumiseen. Kuva: Wikimedia Commons

Ilman symmetrian rikkoutumista antimateria olisi tuhonnut kaiken materian alkuräjähdyksen jälkeen.

Fysiikan Nobel-palkinnon saivat Yoichiro Nambu (s. 1921) Chicagon yliopistosta, Makoto Kobayashi (s. 1944) KEK-hiukkastutkimuslaboratoriosta Tsukubasta sekä Toshihide Maskawa (s. 1940) Kioton yliopistosta.

Japanilaissyntynyt, Yhdysvallan kansalaisuuden ottanut Nambu saa kymmenen miljoonan ruotsin kruunun (noin miljoonan euron) palkinnosta puolet, japanilaiset Kobayashi ja Maskawa jakavat toisen puolen.

Nambu palkittiin spontaanin symmetrian rikkoutumisen mekanismien löytämisestä, Kobayashi ja Maskawa rikkoutuneen symmetrian alkuperän löytämisestä ja kolmen kvarkkiperheen ennustamisesta.

Nambu muotoili spontaanin symmetrian rikkoutumisen matemaattisen kuvauksen jo vuonna 1960. Spontaanin symmetrian rikkoutumisen teoria on osoittautunut erittäin hyödylliseksi ja se läpäisee alkeishiukkasfysiikan niin sanotun standardimallin.

Kobayashi ja Maskawa tutkivat hieman toisenlaista symmetrian rikkoutumista. Näitä spontaaneja symmetrian rikkoutumisia on ilmeisesti tapahtunut maailmankaikkeuden alkuajoista lähtien, mutta ne tulivat yllätyksenä hiukkaskokeissa vuonna 1964.

Kobayeshi ja Maskawa selittivät havainnot vuonna 1972 teorialla, jonka fyysikot ovat alkaneet hyväksyä vasta aivan viime vuosina.

Japanilaiset selittivät rikkoutuneen symmetrian standardimallin puitteissa, mutta edellyttivät mallia laajennettavaksi kolmella kvarkkiperheellä. Näitä ennustettuja hiukkasia on havaittu kokeellisesti vasta 2000-luvulla Yhdysvalloissa ja Japanissa. Havainnot vastasivat täydellisesti Kobayeshin ja Maskawan ennusteita.

Rikkoutuneen symmetrian ilmiöistä on yhä selittämättä, miten alkuräjähdyksessä syntyneet materia ja antimateria eivät kumonneet toisiaan kokonaan, vaan kutakin kymmentä miljardia antihiukkasta kohden jäi yksi ylimääräinen hiukkanen.

Ilman tätä poikkeamaa symmetrian periaatteesta tuntemaamme maailmankaikkeutta ei ilmeisesti olisi olemassa. Valaistusta tähän arvoitukseen saattavat antaa Cernin hiukkaskiihdyttimellä LHC:llä tehtävät kokeet.

Nobel-komitean lehdistötiedote Fysiikan Nobel-palkinnosta 2008.