Espacioprofundo.es 27/04/13

Cuando se formó el Universo, este creo la materia y la antimateria por igual, o casi, una vez estas se encontraron en el espacio, se aniquilaron en una enorme explosión de luz y energía, dejando atrás la que nosotros consideramos como materia común, es decir, la que nos da forma, la que respiramos y comemos, la que pisamos y utilizamos para crear nuestra tecnología. Pero durante décadas, esta asimetría de materia-antimateria ha sido todo un misterio para los astrofísicos, aunque los resultados del Large Hadron Collider (LHC) nos han mostrado una nueva pista para resolver este enigma.

Durante las colisiones de protones de alta energía en 2011, el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo, situado en la frontera franco-suiza, cerca de Ginebra, creó mesones BOs -partículas subatómicas, hadrones compuestos por un quark y un antiquark- en el interior del experimento LHCb.

Al observar la rápida decadencia de la BOs , los físicos fueron capaces de identificar los productos en los que se desintegraba esta partícula neutra -es decir, las partículas en las que decayó. Después de un gran número de colisiones de protones y de eventos de desintegración BOs , los físicos han anunciado que se generan más partículas de materia que de antimateria durante el decaer de los BOs.

“El descubrimiento del comportamiento asimétrico en las partículas BOs viene con un significado de más de 5 sigma -un resultado que sólo fue posible gracias a la gran cantidad de datos proporcionados por el LHC y para capacidades de identificación de partículas del detector LHCb” comento Pierluigi Campana, portavoz del equipo del LHCb, en una CERN conferencia el pasado miércoles 24 de abril. ”Los experimentos en otros lugares no han estado en condiciones de acumular un número suficiente de desintegraciones de BOs. “5-sigma es el ‘oro estadística estándar’ de un descubrimiento en física de partículas”.

Esta preferencia de la materia sobre la antimateria en los subproductos de una desintegración de partículas se conoce como una “violación CP”. Generalmente, las leyes de la física sólo permitirían que, durante los eventos de desintegración, se creasen cantidades iguales de materia y antimateria, esto es llamado ‘simetría CP’. Sin embargo, hay algunas excepciones por conocer en el Modelo Estándar de la física.

La violación de la simetría CP se documentó por primera vez en la década de 1960 durante el decaimiento de partículas neutras, los kaones o mesones K. Desde entonces, los japoneses y los laboratorios de los Estados Unidos han detectado violación CP en mesones BO. Recientemente, el experimento LHCb ha detectado violación CP en mesones B+. Y ahora, la decadencia de BOs está mostrando un comportamiento similar.

En el momento del Big Bang, se piensa que se crearon iguales cantidades de materia y antimateria, y ambas se aniquilaron, lo que vemos son las partículas ganadoras de la batalla, o mejor dicho, las supervivientes, ¿Qué abrumadora cantidad de materia y antimateria se formó tras el nacimiento del Universo? Aunque el efecto de una ligera asimetría en la desintegración de los mesones BOs es muy pequeño, si que nos ofrece una sugerente pista de nuestro Universo prefiere la materia ‘normal’ y no la antimateria.

“También sabemos que los efectos totales inducidos por la violación CP del Modelo Estándar son demasiado pequeños como para explicar un Universo dominado por la materia, sin embargo, mediante el estudio de estos efectos violación CP, estamos buscando las piezas que faltan del rompecabezas, que proporcionan las pruebas más exigentes de la teoría y son una sonda sensible para revelar la presencia de una física más allá del Modelo Estándar”.

El grupo LHCb ha presentado un artículo a la revista Physical Review Letters.