Suntem la începutul unui nou an, 2023, și vă prezint o listă cu 10 mistere din fizica modernă care așteaptă încă să fie dezlegate, în speranța că noul an va aduce răspunsul la unul sau chiar mai multe dintre aceste mistere (evident, lista nu este completă):

1) Ce este materia întunecată, acea materie care se pare că atrage gravitațional materia vizibilă, însă nu emite lumină și nu o vedem, și ar fi de circa 5-6 ori mai multă în Univers decât materia vizibilă? Din ce este făcută?  Chiar... există?

2) Ce este energia întunecată, cea care face astfel încât expansiunea Universului să accelereze? Energie care ar fi circa 70% din totalul de materie și energie din Univers.  Chiar... există?

3) Ce se întâmplă cu energia (cuantică) a vidului, care, dacă dăm crezare calculelor, este cu 10 la puterea 120 mai mare decât ceea ce este necesar pentru a explica energia întunecată? Mare mister... cum scăpăm de ea?

4) Din ce este făcută inima stelelor neutronice? Conțin materie cu cuarci de tip „strange” (sub formă de kaoni, hiperoni sau chiar stele de tip strange – adică unde cuarcii nu mai sunt legață în particule ci liberi în inima stelei)?

5) Care este teoria care explică ce se întâmplă în interiorul găurilor negre? există o teorie a gravitației cuantice (de exemplu teoria corzilor, string theory, sau quantum loop)? Sau este necesară, dimpotrivă, o gravitizare a teoriei cuantice? Sau...?

6) Care este soluția problemei legate de „tensiunea constantei lui Hubble”? Adică a faptului că metode diferite (stelele sau radiația cosmică de fond) dau valori diferite pentru constanta Hubble (cea care ne spune care este viteza de expansiune a Universului). O nouă fizică sau ceva ce nu am înțeles?

7) Care este soluția eternei probleme a măsurătorii în fizică cuantică – cea legată inclusiv de paradoxul pisicii  lui Schroedinger – putem înțelege mai bine care soluție este cea adevărată dintre multele propuse (mecanica Bohmiană, lumi paralele sau modele de colaps dinamic)? Vor da modelele de colaps dinamic un semnal măsurabil? Ar fi o revoluție în toată fizica, întrucât ar însemna că actuala mecanică cuantică este doar aproximația unei noi teorii care trebuie încă descoperită.

8) Neutrinii, aceste fantomatice particule a căror masă (extrem de mică) încă nu am reușit să o măsurăm – sunt particule de tip Majorana sau Dirac (adică sunt neutrinii și antineutrinii aceeași particulă sau particule diferite)? Răspunsul la această întrebare ar avea consecințe greu de evaluat pentru fizica particulelor dar și în Cosmologie.

9) Ce s-a întâmplat cu antimateria - unde a dispărut imediat după Big Bang – ruperea simetriei CP explică, dar doar parțial, acest mister fascinant. De ce trăim într-un Univers de materie? Există și alte particule cu rupere foarte mare a simetriei CP (neutrini)? Sau ne scapă ceva?

10) Care este răspunsul la paradoxul Fermi? Unde sunt... ceilalți (aceștia fiind extratereștrii)? Există alte civilizații avansate în Univers?

V-am prezentat o listă cu 10 din misterele fizicii actuale – ar fi minunat dacă în noul an am reuși să răspundem la una (sau mai multe) dintre aceste întrebări!

Dorim tuturor cititorilor un an nou cât mai fericit, plin de bucurii și împliniri, dar și de... știință!

Rubrică realizată de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesoară de Fizică la Colegiul Naţional „Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe