Een reflectie reproduceert objecten altijd als een volledig spiegelbeeld, in plaats van alleen de afzonderlijke delen of afzonderlijke delen in een geheel andere richting. Het is alles of niets, de spiegel kan niet een beetje reflecteren. Dit illustreert een fundamenteel symmetrieprincipe in de natuur. Al decenia, natuurkunde veronderstelde dat de natuurwetten in onze wereld en in de spiegelwereld identiek zouden zijn, die pariteit zou behouden blijven. Toen in 1956, op het gebied van elementaire deeltjes, of meer precies op het gebied van de zwakke interactie, onderzoekers ontdekten een schending van dit principe. Schending van de pariteit is sindsdien onderwerp van wetenschappelijk onderzoek.

Natuurkundigen van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) zijn er onlangs in geslaagd pariteitsschendingen in ytterbiumatomen met verschillende aantallen neutronen waar te nemen. Het eerste effect van de metingen is om de voorspellingen van het standaardmodel van deeltjesfysica te bevestigen dat atomen met verschillende aantallen neutronen pariteitsschending zouden vertonen. Het onderzoek is gepubliceerd in het gerenommeerde Natuurfysica logboek.

Het is alleen bekend dat pariteitsschending optreedt in de zwakke interactie, een van de vier fundamentele natuurkrachten. Het werd voor het eerst ontdekt in bètaverval in 1956, in atomen in 1979, en werd vervolgens bestudeerd in verschillende elementen. In 1995 aan de Universiteit van Californië in Berkeley, Professor Dmitry Budker begon precisiemetingen uit te voeren op het element ytterbium, een zeldzaam aardmetaal. Het was dit werk dat hij meebracht toen hij in 2014 naar de universiteit van Mainz kwam. "Ons onderzoek omvat verschillende isotopen van ytterbium. Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal protonen maar verschillende aantallen neutronen in de kern, " verklaarde Dr. Dionysis Antypas van het Helmholtz Instituut Mainz (HIM). "We selecteerden een keten van vier van de zeven isotopen van ytterbium en bevestigden de voorspellingen van het standaardmodel:hoe meer neutronen in de kern, hoe groter het pariteitsschendingseffect, " zei Antipas, een samenvatting van de resultaten van vier jaar werk in het project.

Het vergelijken van het effect in verschillende isotopen werd voor het eerst voorgesteld door Prof. Victor Flambaum in 1986. Flambaum, een Australische natuurkundige van de Universiteit van New South Wales, is sinds twee jaar een fellow van het Gutenberg Research College (GRC) van de Mainz University en voert gezamenlijk onderzoek uit met de JGU-wetenschappers. De natuurkundigen voerden het onderzoek uit met een apparaat van het Helmholtz Instituut Mainz:in aanwezigheid van een elektrisch en een magnetisch veld, ytterbium-atomen worden geëxciteerd door laserlicht en de amplitude van de pariteitsschending wordt gemeten.

"De nieuwste bevindingen markeren een belangrijke mijlpaal in het onderzoek naar schending van de atomaire pariteit, " zei Budker, het samenvatten van de gegevens. "Ze zijn ook een zeer belangrijke mijlpaal op weg naar toekomstige onderzoeksdoelstellingen." De metingen van de wetenschappers bieden ook informatie over een extra Z-boson. Z-bosonen bemiddelen de zwakke interactie. Wetenschappers in het veld speculeren over het bestaan ​​van nog een Z-boson, aangeduid als de "Z prime" of "Z" met een veel kleinere massa dan die van de gevestigde Z-boson.