Los físicos del CERN que trabajan con el detector LHCb han encontrado las primeras diferencias posibles entre materia y antimateria, explicando por qué casi no hay antimateria en el Universo moderno, según un artículo publicado en la revista Nature Physics.
Se cree que en los primeros momentos después del Big Bang había una cantidad igual de materia y antimateria. Hoy el mundo está lleno de materia, y este hecho es un misterio físico, ya que las partículas de materia y antimateria deberían haberse destruido entre sí en el momento en que aparecieron en la "sopa" de quarks del Universo futuro. Por lo tanto, surge la pregunta: dónde "desapareció" la antimateria y por qué existe el Universo.
Hoy en día, los científicos están tratando de encontrar una respuesta a esta pregunta de dos maneras: simulando las condiciones que existieron durante el Big Bang, incluso con la ayuda de aceleradores de partículas, y también comparando las propiedades fundamentales de la materia y la antimateria. Durante los últimos 50 años no se han encontrado diferencias significativas en sus propiedades, razón por la cual muchos físicos comenzaron a buscar respuestas exóticas al misterio de la desaparición de la antimateria en el proceso de expansión del Universo y en las propiedades de la "partícula de Dios", el bosón de Higgs.
Nicola Neri de la Universidad de Milán (Italia) y sus colegas en la colaboración LHCb, entre ellos decenas de físicos rusos, afirman el posible descubrimiento de tales diferencias en el comportamiento de la materia y la antimateria en los datos recopilados por el instrumento LHCb durante la primera temporada del Gran Colisionador de Hadrones. después de reiniciarlo en mayo de 2015.
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La atención de los científicos fue atraída por las rarezas en las desintegraciones de los llamados bariones lambda, partículas superpesadas que consisten en dos quarks ligeros y un quark pesado. En algunos casos raros, estas partículas se desintegran en cuatro partes, tres mesones pi y un protón, y en otros casos, incluso más raros, en dos kaones, un mesón pi y un protón.
La naturaleza y frecuencia de estas desintegraciones, como señalan los científicos, deberían ser aproximadamente las mismas para partículas y antipartículas; sin embargo, los datos experimentales del LHC muestran que el "patrón" del movimiento de los productos de desintegración en algunos casos difería en un 10-20% de la imagen generalmente aceptada del modelo estándar de física en esos casos. casos en los que los bariones anti-lambda decayeron. Esta asimetría, según los físicos, indica una asimetría similar en la fuerza de las propiedades de las partículas involucradas en el proceso de descomposición.
Hasta ahora, esta observación no es un descubrimiento: los físicos han logrado registrar solo seis mil casos de desintegración de bariones lambda de acuerdo con estos escenarios, y el nivel de confianza de este descubrimiento es 3.3 sigma (0.1% de la probabilidad de una coincidencia o error de medición). En física de partículas, solo aquellas observaciones que alcanzan un nivel de confianza de 5 sigma se consideran un descubrimiento y, por lo tanto, hasta ahora, los cálculos de Neri y sus colegas son solo un indicio serio de un descubrimiento.
Por otro lado, según la revista Symmetry, los científicos prometen publicar pronto resultados de medición actualizados, construidos teniendo en cuenta los datos que LHCb y todo el Gran Colisionador de Hadrones llevaron a cabo de enero a noviembre del año pasado. Si se confirman estos datos iniciales, entonces se podrá decir que los científicos están realmente cerca de resolver uno de los principales misterios del Universo, relacionado con la existencia de la humanidad en particular y de toda la materia en general.
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“Hemos demostrado que estamos en la cúspide de descubrimientos asombrosos. Nuestro detector es tan sensible que ahora podemos comenzar una búsqueda sistemática de la asimetría de materia y antimateria en otros bariones pesados. Nuestras capacidades se expandirán aún más con la actualización del detector en 2018”, concluye Neri.
