Symmetri låter ju fint och eftersträvansvärt. Men när det ur Big bang för 14 miljarder år sedan bildades symmetriskt lika mycket materia som antimateria ur en av blott energi bestående av superhetta så borde dessa två dödsfiender ha totalt förintat varandra och återigen efterlämnat bara strålningsenergi.
Men vi är tacksamma för att det finns en massa materia kvar, och att vi bara kan framställa antimateria mycket kortvarigt i kärntekniska experiment.
Förklaringen lär ligga i linje med Yoichiro Nambus matematiska teoribygge för spontana symmetribrott inom elementarpartikelfysiken och hans medpristagares, Makoto Kobayashi och Toshihide Maskawa, förklaring till de naturliga symmetribrott som från början finns inbyggda i den subatomära världen och vars upptäckt fick partikelforskarna att börja jakten på än fler partiklar.
Att inte all materia och antimateria förintade varandra helt efter Big bang måste ha berott på ett brott i symmetrin som uppkommit under den växelverkan som de båda materieslagen utövade på varandra under förintelseprocessen.
Detta symmetribrott ledde till att det blev en ”liten” övervikt av det vi kallar materia. Den blev kvar när slaget var över och antimaterian utrotad. Det är det som nu är vi och vår värld.
Hur detta livsavgörande symmetribrott gick till i detalj är fortfarande en gåta och utmaning för forskarvärlden.
Mer har Yoichiro Nambu ända sedan 1960-talet vetat om dessa brott bland de kvarkar som bygger upp fysikens elementarpartiklar. Han studerade egentligen supraledning, där ström flyter genom en ledare utan att möta något som helst motstånd.
De spontana symmetribrott som förklarar detta fenomen översatte Nambu till partikelvärlden. De matematiska verktyg han på så sätt framställde genomsyrar numera all teori inom den så kal-lade standardmodellen, en teori som sägs sammanfatta materiens minsta byggstenar och tre av naturens fyra grundläggande krafter.
Blott gravitationen, tyngdkraften som får oss att stå kvar på jorden, har forskarna inte lyckats inlemma i denna modell, även det en utmaning.
Makoto Kobayashi och Toshihide Maskawa studerade, som nämnts, andra symmetribrott.
De arbetade in sina teorier i den nämnda standardmodellen, men hävdade då, år 1972, att för att detta skulle vara möjligt så krävdes existensen av ytterligare kvarkar. Och mycket riktigt, charmkvarken och bottenkvarken upptäcktes i experiment på 1970-talet, toppkvarken så sent som 1994.
Denna relativt sena bekräftelse bidrog till att de tre fått vänta på sitt pris. För 87-årige Nambu var det måhända i grevens tid, men så sent som för tre år sedan publicerade han trots sin ålder en vetenskaplig rapport. Den handlade om spontana symmetribrott.
Symmetribrott gör att vi finns
Årets tre Nobelpristagare i fysik må ha tittat djupast in i materiens innersta och minsta, men vad de kommit fram till kan vara en väsentlig del av svaret på den största av alla frågor. Hur kommer det sig att vi finns till?
Fråga & svar om partikelfysik
Har partikelfysiken några praktiska tillämpningar?
Teorierna är en förutsättning för många tekniker. Ett exempel är PET-kameran som används för undersökningar av hjärnan. Tekniken bygger på att en partikel och en antipartikel får ta ut varandra. Därmed skapas energi, i form av två fotoner som används för avbildningen.
Kan LHC bidra till nya upptäckter?
Årets pristagare visade att det bör finnas minst sex kvarkar – de elementarpartiklar som bygger upp atomkärnans delar. Med hjälp av partikelacceleratorer har man lyckats bevisa deras existens. Men när Large Hadron Collider (LHC) tas i bruk vid Cern i Schweiz hoppas man kunna iaktta nya, okända kvarkar tack vare den mycket högre energin.
Hur många kvinnor har fått Nobels fysikpris?
Det var 45 år sedan en kvinna senast fick fysikpriset. 1963 delade Maria Goeppert-Mayer priset med två manliga kollegor. Dessförinnan hade endast Marie Curie fått ett Nobelpris i fysik, 1903. Det innebär att bara en procent av fysikpristagarna är kvinnor.
Vilka utser fysikpristagarna?
Fysikpristagarna utses av Vetenskapsakademien. Den har omkring 350 svenska och 164 utländska medlemmar. De utser Nobelkommittéer för fysik och kemi, som förbereder valet.
