physis.ro

Ca urmare a acestei majore contribuţii, simetriile au devenit unul dintre obiectele cele mai importante de studiu ale fizicii teoretice, aceasta urmărind, pe lângă identificarea caracterului şi consecinţelor simetriilor în sistemele fizice microscopice, şi exprimarea manifestă în cadrul sistemelor microscopice relativiste (care se deplasează cu viteze comparabile cu viteza luminii) a consecinţelor simetriei Lorentz. Pe baza studiilor simetriilor în atomi şi nuclee, au putut fi explicate şi prezise multe dintre proprietăţile de structură ale acestora, care altminteri nu ar fi putut fi explicate. Un rol important l-a jucat simetria aproape perfectă dintre cele două tipuri de constituenţi ai nucleelor, protonii şi neutronii, ale căror mase diferă foarte puţin. Această simetrie, numită simetria de izospin, a fost observată şi la particulele elementare, care la jumătatea secolului al XX-lea erau atât de numeroase încât păreau a nu avea vreo ordine subiacentă. Pe baza studiul structurilor în care puteau fi ordonate aceste particule elemetare, pornind de la simetrii cum ar fi aceea de izospin, Murray Gell-Mann a putut postula existenţa unei simetrii algebrice ale cărei reprezentări erau particulele elementare. Reprezentarea fundamentală (cea mai simplă) a acestei simetrii, nu corespundea nici unei particule descoperite în natură, motiv pentru care a putut fi postulată existenţă unor entităţi elementare (a căror materialitate nu a fost certă încă de la început) denumite cuarci. În felul acesta, înţelegerea simetriilor particulelor elementare a permis prezicerea teoretică a unor constituenţi elementari ai materiei, cuarcii, care sunt consideraţi şi astăzi cărămizile de bază din care este construită aproape întreaga materie pe care o cunoaştem.

Conceptul de simetrie este atât de important în fizica modernă încât unele dintre legile fizice fundamentale sunt în momentul de faţă enunţate sub forma unor legi de simetrie. În plus, oamenii de ştiinţă studiază tot mai mult în ultimele decenii importanţa faptului că unele simetrii ale interacţiunilor fundamentale din Univers sunt numai aproximative (cum ar fi simetria proton-neutron), iar altele sunt încălcate într-un mod maximal. Existenţa unui anumit grad de încălcare a simetriilor pare a avea consecinţe fundamentale asupra fenomenelor fizice de la scară dimensională redusă şi chiar asupra evoluţiei timpurii a Universului până la forma pe care o observăm astăzi. O parte a cercetărilor asupra semnificaţiei încălcării simetriilor în fizica particulelor elementare au fost recompensate cu Premiul Nobel pentru Fizică în anul 2008.

12 februarie 2011