Ahora estamos un paso más cerca de comprender cómo el universo evitó un antimateria apocalipsis. Los científicos del CERN han descubierto pistas tentadoras de una diferencia fundamental en la forma en que la física maneja la materia y la antimateria.
Los experimentos en el gran colider de hadrones (LHC) han verificado una asimetría entre la materia y las formas antimateria de una partícula llamada barión.
Conocido como violación de la paridad de carga (CP), el efecto solo se ha detectado previamente en otro clase de partículas, llamada mesones. Pero la evidencia experimental en los bariones, que componen la mayor parte del asunto del universo, es algo que los físicos tienen ha estado buscando mucho.
“Muestra que las diferencias sutiles entre la materia y la antimateria existen en una gama más amplia de partículas, lo que indica que las leyes fundamentales de la física tratan a los bariones y antibaryons de manera diferente”, dijo a Sciencealert de Xueting Yang, primer autor del estudio.
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“La asimetría de la materia y la antimateria en el universo requiere una violación de PC en Baryons, de modo que el descubrimiento es un paso clave para probar cuán completa es nuestra teoría actual, y en explorar si la nueva física podría estar ocultando en lugares que no había mirado lo suficientemente de cerca antes “.
Para hacer el descubrimiento, el equipo analizó alrededor de 80,000 eventos de descomposición de partículas en datos recopilados en el LHC entre 2011 y 2018. Centrándose en partículas llamadas bariones lambda-beauty (λb) y sus contrapartes antimaterales, los investigadores buscaron cualquier sugerencia de una diferencia en la forma en que decaí.
Si la CP era simétrica, tanto la materia como la antimateria de la partícula deben decaerse en los mismos productos, si se reflejan,.
Sin embargo, el equipo encontró una diferencia relativa del 2.5 por ciento entre la materia y la desintegración de la barión antimateria.
“Esto puede sonar pequeño, pero los resultados son estadísticamente significativo Suficiente “, dice Yang.” Muestra que λb y anti-λb no se descomponen exactamente de la misma manera, proporcionando una observación de la violación de CP en los bariones “.
Es importante destacar que el hallazgo alcanzó una importancia estadística de 5.2 sigma. Eso significa que la posibilidad de que el efecto observado provenga de fluctuaciones aleatorias es de solo 1 en 10 millones.
El descubrimiento tiene implicaciones importantes para la física, incluidas las preguntas tan fundamentales como “¿Por qué estamos aquí?”
A pesar de su nombre misterioso, la antimateria debería ser mundana. Su principal diferencia de la materia regular es tener la carga opuesta. Pero ese detalle aparentemente menor significa que si alguna vez los dos se reunirán, se aniquilarán entre sí en una explosión de energía.
En teoría, el Big Bang No debería haber favorecido uno sobre el otro, creando tanto la materia como la antimateria en cantidades iguales. Y si ese fuera el caso, todo el contenido del universo debería haber se estrelló en el olvido En los primeros momentos de existencia, dejando al cosmos un lugar profundamente vacío.
Como eso obviamente no sucedió, parece que un factor desconocido intervino para que se creara un poco más de materia que antimateria. Todo lo que existe hoy, desde galaxias hasta granos de arena, está hecho de esa pequeña fracción que sobrevivió a la aniquilación temprana.
https://www.youtube.com/watch?v=negipvwhamc FrameBorDer = “0 ″ PERTER =” Acelerómetro; Autoplay; portapapeles-escritura; Media encriptada; giroscopio; imagen en imagen; Web-SHARE “referRerPolicy =” Strict-Origin-when-Cross-Origin “PermishFullScreen>En un universo simple, invertir tanto la carga como las coordenadas espaciales de una partícula, básicamente, ya sea asunto o antimateria, no debería cambiar cómo se comporta bajo las leyes de la física.
Este concepto se conoce como Simetría de CPy aunque una vez se consideró tan inmutable como la conservación de la energía, el nivel de violación de PC ha sido predicho por el Modelo estándar de física desde mediados del siglo XX.
“La violación de CP es uno de los ingredientes esenciales necesarios para explicar la asimetría de la materia y la medida. Sin embargo, los físicos estiman que la cantidad de violación de CP en la naturaleza debe ser mucho mayor de lo que predice el modelo estándar de física de partículas”, dijo Yang.
“Esto sugiere fuertemente que debe existir una nueva física más allá del modelo estándar, proporcionando fuentes adicionales de violación de CP. Estudiar la violación de CP en diferentes sistemas, incluidos los bariones, proporciona una prueba importante del modelo estándar y podría ofrecer indicios de nuevas físicas más allá de él”.
Por ejemplo, había la posibilidad de que la antimateria pudiera ser repelida por la gravedad en lugar de atraerse, lo que significa que caería hacia arriba. Para probar la idea, los físicos del CERN anteriormente realizadas pruebas de ‘caída’ y descubrió que la antimateria cae, como la materia regular. En ese sentido, no hubo violación de CP.
Pero la nueva detección revela que algo hace que la materia y la antimateria se descompongan de diferentes maneras. Esta confirmación tan esperada es emocionante, pero todavía no es suficiente.
“La violación de CP observada en las desintegraciones de Baryon, como en el nuevo resultado de LHCB, es consistente con las predicciones del modelo estándar, por lo que no proporciona suficiente violación de PC para resolver el rompecabezas de la materia por sí solo”, dice Yang. “Pero abre una nueva ventana sobre cómo se comporta la violación de CP en el sector de la barión, que estaba en gran medida inexplorado”.
“Los físicos buscan nuevas fuentes de violación de CP, más allá de lo que predice el modelo estándar de física de partículas. Descubrir tales fuentes podría conducir a una nueva física”.
La investigación fue publicada en la revista Naturaleza.