První znepokojivé signály se objevily před nějakým časem v Thomas Jefferson National Accelerator Facility ve Spojených státech. Během bombardování jader olova elektrony bylo pozorováno něco neobvyklého – subtilní efekt spinu částic, který normálně nastává během výměny dvou virtuálních fotonů, najednou vymizel.
Ukázalo se, že základní zákony kvantové mechaniky jakoby přestávaly platit v kontaktu s tímto konkrétním prvkem. Zmiňovaný spinový efekt představuje malou, avšak měřitelnou změnu v trajektorii odražených elektronů při změně jejich spinu. U většiny prvků je teorie a praxe v ideální shodě. Olovo však představuje tvrdohlavý výjimku a vědci se už léta bezvýsledně snaží najít vysvětlení této rozporu.
Nové experimenty zhoršují situaci
Německý tým z Univerzity Johannese Gutenberga v Mohuči se rozhodl přistoupit k problému z jiného úhlu, s využitím vysoce citlivého elektronového urychlovače Mainz Microtron. Klíčovým rozdílem oproti předchozím výzkumům byla změna energie svazku a úhlu jeho dopadu na olověnou cílovou desku. Výsledek byl překvapivý a v jistém smyslu ještě více znepokojivý. Namísto nedostatku spinového efektu vědci zaznamenali jeho jasnou přítomnost – a to mnohem silnější, než jakékoliv odhady předpokládaly. Toto zjištění nevyřešilo záhadu, ale spíše ji prohloubilo. Ukázalo se, že chování olova není pouze anomální, ale rovněž nesmírně náladové – dramaticky se mění v závislosti na použité energii, což se u lehčích jader atomových nepozoruje. Tam je spinový efekt stabilní a předvídatelný. V případě olova však zdá se, že se řídí zcela jinými, neznámými pravidly, což staví teoretiky do velmi obtížné situace.
Důsledky pro budoucí výzkumy
Tato situace má konkrétní a poměrně vážné důsledky pro plánované výzkumy ve fundamentální fyzice. V témže centru v Mohuči totiž probíhá výstavba nového urychlovače MESA, na kterém bude proveden experiment P2. Jeho cílem je testování Standardního modelu s bezprecedentní přesností, což vyžaduje zohlednění každého, i toho nejmenšího faktoru. Pokud vědci nepochopí, proč se olovo chová tak podivně, riskují, že budoucí, nesmírně přesná měření přinesou výsledky zatížené skrytými chybami. To je podobné jako použití vadného metru pro měření milimetrových rozměrů – zdánlivá přesnost může vést k omylům.
Vědecké práce, financované Německou výzkumnou nadací, budou nyní pokračovat ve větším měřítku. Fyzici plánují prozkoumat další těžké prvky, aby zjistili, zda problém se týká pouze olova, nebo možná širší třídy jader. Otázka, která konkrétní vlastnost struktury jádra za tuto náhlost odpovídá, stále zůstává nezodpovězena. Z pohledu výzkumníků je to směs frustrace a vzrušení. Na jedné straně se setkáváme s tvrdohlavou výjimkou, která narušuje elegantní teorie. Na straně druhé, právě takové anomálie často vedou k průlomům, nutí vědu k rozšiřování obzorů. Olovo, známé lidstvu od starověku, stále dokáže překvapovat a připomínat, že příroda vždy může mít v zásobě překvapení.
