Rijetki raspadi kaona češći nego što se mislilo?

Jedno od velikih pitanja fizike je zašto ima više materije od antimaterije u kosmosu. I nije to samo pitanje fizike, nego pitanje nauke uopšte, pitanje života i smrti. Jer da ovih tvari ima podjednako, svijet ne bi ni postojao, one bi se anihilirale. Ili da ima više antimaterije, svijet bi bio drugačiji. 

Kako bi našli odgovor na ovo pitanje, te testirali svaki mogući aspekt Standardnog modela čestica, naučnici će prevrnuti svaku česticu koja postoji, bila ona elementarna, kao neutrino, ali kompozitna, kao što su mezoni.

Jedna takva čestica koja naučnike interesuje je i kaon, koji je zapravo mezon, a mezoni se sastoje iz parova kvark - antikvark. Prema čestičnoj statistici, kaon je bozon, a sastoji se od fermiona - kvarkova i antikvarkova te dolazi u tri stanja, odnosno okusa: K⁺: gornji kvark i strani antikvark, K⁰, donji kvark i strani antikvark ili strani kvark i donji antikvark i K^-: strani kvark i donji antikvark

Ovo je jedna od onih rijetkih, egozičnih čestica, koje naučnici ganjaju. One privlače pažnju zbog neočekivanog ponašanja poput ovog u eksperimentu na japanskom akceleratoru čestica. Čini se da se rijetki raspadi kaona događaju nešto češće događaju nego što se očekivalo, prema eksperimentu KOTO u japanskom akceleratoru Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC).  Inače, akronim KOTO je ujedino i naziv jednog japanskog žičanog instrumenta. 

KOTO traži određeno raspadanja kaona u druge čestice. Jedna od tih čestica, pion, stvara svjetlost koju KOTO detektira. Druge dvije, neutrino i antineutrino, prolaze kroz detektor bez signala. To znači da KOTO traži specifičan signal: jedan pion i ništa drugo.  Međutim, KOTO je umjesto tri raspada registrovao 4, tačnije, registrovao je još jedan raspad kaona u pion. Pioni se raspadaju u fotone, tako da svaki pion da po 2 fotone, te ih u ovom raspada na kraju bude 4.

Ako se rezultat - to da se ovi događaji dešavaju češće nego što je prije utvrđeno - pokaže tačnim i izdrži provjeru, mogao bi nagovijestiti neke nove čestice, a taj nalazi bi izmijenio mišljenje o Standardnom modelu - odnosno, fizičari bi morali stvoriti neki novi model. Naravno, treba reći da, ako i dođe do ovakve izmjene, to ne znači da pad paradigma Standardnog modela, nego bi došlo do njegove nadogradnje i proširenja. 

Treba znati da se može dogoditi da rezultati KOTO padnu na daljim provjerama i da je riječ o grešci, ali će se nastaviti istraživanje ove anomalije i neobičnog rezultata.