Per primera vegada s’ha detectat una asimetria entre matèria i antimatèria en barions.
L’experiment LHCb (Large Hadron Collider beauty), fet a un dels quatre grans detectors del Gran Col·lisionador d’Hadrons (LHC) del CERN (el Consell Europeu de l’Energia Nuclear) i fruit d’una gran col·laboració internacional ha observat per primera vegada una diferència en el comportament entre matèria i antimatèria en barions, partícules que constitueixen la major part de la matèria visible de l’univers. El descobriment, publicat a la revista científica Nature, podria ajudar a resoldre un dels grans enigmes de la física moderna: per què hi ha més matèria que antimatèria a l’univers?
Què són la matèria, l’antimatèria i els barions?
Tot allò que ens envolta —des dels estels fins als humans— està compost de partícules subatòmiques com electrons, protons i neutrons. Els protons i neutrons són exemples de barions, partícules formades per tres quarks units per la força forta. Per cada partícula hi ha una antipartícula corresponent amb la mateixa massa però càrrega oposada. Per exemple, el protó té com a parella l’antiprotó, amb càrrega negativa.
Quan una partícula i la seva antipartícula es troben, es destrueixen mútuament en un esclat d’energia. Però… si el Big Bang va generar matèria i antimatèria en quantitats iguals, on és tota l’antimatèria ara?
Estudiar aquests processos és fonamental per entendre per què l’univers està fet de matèria i no d’antimatèria
Una simetria trencada
Els físics creuen que la clau d’aquest desequilibri rau en una petita però important diferència de comportament entre la matèria i l’antimatèria, coneguda com a violació de simetria CP (C de càrrega, P de paritat). Aquesta violació ja s’havia detectat en mesons —partícules formades per un quark i un antiquark—, però mai fins ara en barions, que són les partícules que formen la matèria ordinària.
Ara, s’ha aconseguit observar aquesta violació en un tipus específic de barió que conté un quark pesat “beauty” o “b”, en un canal de desintegració concret. En declaracions a Science Media Center, la investigadora Pilar Hernández, catedràtica de Física Teòrica a la Universitat de València, considera que és un estudi de gran qualitat: “És la primera vegada que s’observa una asimetria en el comportament d’un tipus de barió i la seva antipartícula corresponent. L’investigador Javier Fernández Menéndez, professor titular de Física a la Universitat d’Oviedo i membre del grup d’investigació FPAUO, destaca la rellevància del descobriment: “Fins ara, aquestes asimetries només s’havien vist en mesons. Però els barions són les partícules que formen la matèria convencional: tot allò que coneixem —els nostres cossos, la Terra, les galàxies— està fet de barions”. Sobre les implicacions, afegeix que “Estudiar aquests processos és fonamental per entendre per què l’univers està fet de matèria i no d’antimatèria”.
Implicacions i límits
Aquest resultat no resol completament el misteri de l’antimatèria, però obre una nova porta per explorar si hi ha fenòmens que van més enllà del Model Estàndard, el marc teòric que descriu les partícules fonamentals de l’univers. “Cal veure si el Model Estàndard pot predir quantitativament l’asimetria observada”, explica Hernández. “Els càlculs són molt complicats perquè impliquen la força forta, que encara no sabem descriure amb prou precisió.”
Tot i la robustesa del resultat, el mateix Fernández Menéndez reconeix les limitacions actuals: “L’observació s’ha fet només en un tipus concret de barió i en un canal de desintegració específic. En el futur, amb més dades i noves tècniques, podrem aprofundir més.”
Dra. Núria Coll Bonfill, divulgadora científica i directora de 7Ciències
Deixa un comentari