CERN face lumină în misterul dispariţiei antimateriei

O echipă internaţională de cercetători de la CERN a făcut un pas semnificativ în înţelegerea unuia dintre cele mai mari mistere ale Universului - dispariţia antimateriei imediat după Big Bang. În cadrul experimentului LHCb, fizicienii au observat o asimetrie în dezintegrarea unei particule fundamentale - barionul „beauty” - care oferă noi indicii despre modul în care materia a ajuns să domine Universul.

• Ce s-a descoperit?

Într-un studiu publicat în revista Nature, cercetătorii au detectat o diferenţă clară de comportament între barionul Lambda-b (care conţine un quarc „beauty” sau „bottom”) şi antiparticula sa. Deşi ambele au mase identice, ele nu se dezintegrează în acelaşi mod, o încălcare a aşa-numitei simetrii CP (charge-conjugation parity). Această asimetrie CP este o componentă esenţială pentru a explica de ce materia nu s-a anihilat complet cu antimateria după Big Bang.

• De ce este importantă această descoperire?

Confirmă o aşteptare teoretică veche: dacă în anii "60 se descoperea o astfel de asimetrie la mezoni, acum ea a fost observată pentru prima dată şi la barioni, particulele din care este alcătuită materia obişnuită (precum protonii şi neutronii). Descoperirea are o semnificaţie statistică de cinci sigma, ceea ce înseamnă că şansa să fie o simplă întâmplare este mai mică de 1 la 10 milioane. Rezultatul se înscrie în previziunile Modelului Standard al fizicii particulelor, dar nu este suficient pentru a explica pe deplin dispariţia antimateriei. Aşadar, există încă piese lipsă în acest puzzle cosmic.

Barionii fac parte din familia de particule care stau la baza materiei, iar studiul lor permite înţelegerea forţelor fundamentale care guvernează Universul la scară subatomică.

Potrivit teoriilor actuale, Big Bang-ul ar fi produs cantităţi egale de materie şi antimaterie. Acestea ar fi trebuit să se anihileze reciproc, lăsând în urmă doar energie. Şi totuşi, Universul este compus aproape exclusiv din materie, iar antimateria primordială este complet absentă. Această observaţie de la CERN oferă o dovadă a dezechilibrului dintre cele două, dar cercetătorii spun că nivelul de asimetrie detectat până acum nu este suficient pentru a explica întreaga diferenţă cosmică.

Profesorul Stephane Monteil, coautor al studiului, subliniază că suntem abia la începutul explorării acestor fenomene. Munca de la LHCb - începută în 2009 şi desfăşurată timp de peste un deceniu - va continua, cu speranţa că viitoare experimente vor dezvălui alte surse de asimetrie.

Această descoperire nu rezolvă complet misterul antimateriei, dar adaugă o piesă esenţială la puzzle-ul cosmic. CERN dovedeşte din nou că ciocnirile de particule pot dezvălui adevăruri fundamentale despre originea noastră - de ce materia există şi, implicit, de ce existăm şi noi.