Un riflesso riproduce sempre gli oggetti come un'immagine speculare completa, piuttosto che solo le sue singole parti o le singole parti con un orientamento completamente diverso. è tutto o niente, lo specchio non può riflettere solo un po'. Questo illustra un principio fondamentale di simmetria in natura. Per decenni, la fisica presumeva che le leggi della natura nel nostro mondo e nel mondo dello specchio fossero identiche, quella parità sarebbe stata preservata. Poi nel 1956, nel regno delle particelle elementari, o più precisamente nel regno dell'interazione debole, i ricercatori hanno scoperto una violazione di questo principio. Da allora, la violazione della parità è stata oggetto di ricerca scientifica.

I fisici della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) sono recentemente riusciti a osservare la violazione della parità negli atomi di itterbio con un diverso numero di neutroni. L'effetto iniziale delle misurazioni è quello di confermare le previsioni del Modello Standard della fisica delle particelle secondo cui atomi con un diverso numero di neutroni dimostrerebbero una violazione della parità. La ricerca è stata pubblicata sul rinomato Fisica della natura rivista.

Si sa che la violazione della parità si verifica solo nell'interazione debole, una delle quattro forze fondamentali della natura. È stato scoperto per la prima volta nel decadimento beta nel 1956, in atomi nel 1979, ed è stato successivamente studiato in vari elementi. Nel 1995 presso l'Università della California a Berkeley, Il professor Dmitry Budker ha iniziato a eseguire misurazioni di precisione sull'elemento itterbio, un metallo delle terre rare. È stato questo lavoro che ha portato con sé quando è arrivato all'Università di Mainz nel 2014. "La nostra ricerca coinvolge vari isotopi di itterbio. Gli isotopi sono atomi con lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni nel nucleo, " ha spiegato il Dr. Dionysis Antypas dell'Helmholtz Institute Mainz (HIM). "Abbiamo selezionato una catena di quattro dei sette isotopi dell'itterbio e confermato le previsioni del Modello Standard:più neutroni nel nucleo, maggiore è l'effetto di violazione della parità, " disse Antipa, riassumendo i risultati di quattro anni di lavoro nel progetto.

Il confronto dell'effetto in diversi isotopi è stato proposto per la prima volta dal Prof. Victor Flambaum nel 1986. Flambaum, un fisico australiano dell'Università del New South Wales, è stato membro del Gutenberg Research College (GRC) dell'Università di Mainz per due anni e svolge ricerche in collaborazione con gli scienziati della JGU. I fisici hanno condotto la ricerca utilizzando un apparato presso l'Helmholtz Institute Mainz:in presenza di un campo elettrico e magnetico, gli atomi di itterbio vengono eccitati dalla luce laser e viene misurata l'ampiezza della violazione di parità.

"Gli ultimi risultati segnano una pietra miliare significativa nella ricerca sulla violazione della parità atomica, " ha detto Budker, riassumendo i dati. "Sono anche una pietra miliare molto significativa sulla strada per i futuri obiettivi di ricerca". Le misurazioni degli scienziati offrono anche informazioni su un bosone Z aggiuntivo. I bosoni Z mediano l'interazione debole. Gli scienziati del settore ipotizzano l'esistenza di un ulteriore bosone Z, indicato come "Z primo" o "Z" con una massa molto più piccola di quella del bosone Z stabilito.