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Los físicos del CERN trabajan en Gran Colisionador de Hadrones estuvo a punto de responder por qué había más materia que antimateria en el Universo primitivo.
Se señala que el descubrimiento realizado en el colisionador demostró que una partícula elemental con un corto periodo de existencia — barión lambda decae a un ritmo diferente que una antipartícula similar. Esto se denomina una violación de la invariancia CP
Esta violación puede explicar por qué la materia pudo dominar a la antimateria en el Universo primitivo, ya que de otro modo el Universo habría estado vacío. Mientras tanto, según el Modelo Estándar de la física de partículas, el número de violaciones de la invariancia CP es demasiado pequeño para explicar una cantidad tan grande de materia estándar en el Universo.
Anteriormente, las violaciones de la invariancia CP sólo se observaban en partículas formadas por pares quark-antiquark, llamadas mesones. Esta violación no se había observado en bariones formados por tres quarks, en particular protones y neutrones, que constituyen la mayor parte de la materia bariónica del Universo. El descubrimiento cambia la forma de pensar de los físicos y allana el camino para que busquen lo que hay más allá del Modelo Estándar de la física de partículas.
«La razón por la que se tarda más en observar la ruptura de la simetría CP en bariones que en mesones se debe a la magnitud del efecto y a los datos disponibles Hicieron falta más de 80.000 desintegraciones de bariones para ver por primera vez la asimetría de materia y antimateria con esta clase de partículas», — explica el participante en el estudio, un físico del CERN Vincenzo Vagnoni.
El modelo cosmológico estándar supone que, tras el Big Bang, el Universo era un espacio caliente lleno de plasma de partículas de materia y antimateria. Éstas surgieron y se destruyeron mutuamente en el proceso de interacción. Según los científicos, fue la violación de la invariancia CP durante la desintegración de las partículas en la interacción débil lo que llevó a la formación de mucha más materia que antimateria en el Universo al principio.
Los investigadores analizaron una gran cantidad de datos procedentes de experimentos realizados en colisionadores entre 2009 y 2018 y hallaron pruebas convincentes de que los bariones están sujetos a la asimetría especular.
Los científicos analizaron la ruptura de la simetría CP durante la desintegración del barión lambda bello, que consta de quarks top, bottom y bello. Los físicos contaron las desintegraciones de esta partícula, así como las del barión lambda antibello. A continuación, los investigadores contaron el número de desintegraciones observadas de cada partícula y hallaron la diferencia entre ellas Su análisis demostró que la diferencia entre los números de desintegración del barión lambda bello y el barión lambda antiprecioso era del 2,45% de cero, con un error de aproximadamente el 0,47%.
Los físicos afirman que, tras registrar el descubrimiento, buscarán aún más violaciones de la simetría CP y recopilarán datos adicionales sobre el mecanismo clave que probablemente permitió la existencia de nuestro Universo.
Según los científicos, la magnitud de la violación de la simetría CP predicha por el Modelo Estándar de Física de Partículas es muchos órdenes de magnitud menor que la necesaria para explicar asimetrías de materia y antimateria que pueden observarse en el Universo. Esto implica la existencia de nuevas fuentes de ruptura de la simetría CP y, por tanto, probablemente de nueva física.
Fuente: LiveScience