Matéria e antimatéria Deveria ter se enxugado completamente eras atrás, deixando o universo um lugar muito vazio.
Obviamente, isso não aconteceu. Experimentos no Massive Hadron Collider (LHC) podem ter descoberto novas pistas sobre como evitamos esse apocalipse, sugerindo uma diferença surpreendente nos decans de partículas chamadas baryons e seu gêmeo antimatérias.
O Antimatter deve ser essencialmente idêntico à matéria common, exceto que suas antipartículas têm a carga oposta às suas partículas correspondentes. Essa pequena diferença tem grandes consequências – se alguma vez os dois se encontrarem, aniquilarem um ao outro em uma explosão de energia.
Modelos indicam que o Huge Bang Deveria ter criado matéria e antimatéria em quantidades iguais, mas isso implica que a soma whole de partículas formadas nesses momentos iniciais teria cancelado muito antes de estrelas, planetas e vida se formarem.
Como estamos aqui para refletir sobre o quebra -cabeça em primeiro lugar, fica claro que algo interveio. Através de algum mecanismo desconhecido, parece que o cosmos ficou com uma fração mais matéria que antimatéria.
Os físicos do CERN agora analisaram os dados do LHC para descobrir evidências convincentes de que existem outras diferenças em como a matéria e os antimatéria se comportam, contribuindo para esse desequilíbrio ao qual devemos nossa própria existência.
Em teoria, todas as partículas devem estar sujeitas ao que é conhecido como Simetria de paridade de carga (CP). Basicamente, se você virou a carga de todas as partículas do universo e inverteu suas coordenadas espaciais, esse espelho-universo ainda deve seguir as mesmas leis da física que a nossa.
Mas acontece que algumas interações violar esta simetria. UM Experiência de 1964 descobriu que as partículas chamavam Ok2 Ocasionalmente, os mesons podiam se deteriorar em produtos que eles não conseguiriam sem violar a simetria da CP. Period muito raro – cerca de 2 em cada 1.000 eventos de decaimento – mas foi o suficiente para perturbar as opiniões aceitas da física na época.
Muitas experiências nas décadas posteriores encontradas violações semelhantes em uma variedade de outras partículasmas apenas em outros tipos de mesons. Isso não seria suficiente para explicar a raridade do antimatérias. As violações da PC ainda não haviam sido observadas nos baryons, a outra classe importante de partículas que compõem a maioria da matéria observável no universo.
O novo estudo finalmente identificou violações de PC em Baryons, usando uma configuração experimental semelhante ao estudo de 1964 – embora em uma escala muito maior. Em vez de ok2 Mesons, a equipe focada em partículas chamadas beleza-lambda baryons (λb) e suas antipartículas.
Se a simetria do CP estiver em jogo, então λb e anti-λb As partículas devem decair na mesma taxa. Se houver uma diferença significativa entre os dois, no entanto, isso é um sinal de violação do CP.
Pesquisadores sobre a colaboração do LHCB analisaram dezenas de milhares de decaimentos capturados durante as duas primeiras corridas do LHC, entre 2009 e 2018. Curiosamente, encontraram uma diferença de cerca de 2,45 % entre a matéria e as decaimentos antimatérias. São 5,2 desvios padrão de zero, tornando -o um Discrepância grande o suficiente para confirmar uma observação da violação do PC.
“A razão pela qual demorou mais tempo para observar a violação da PC em bariários do que em Mesons é o tamanho do efeito e os dados disponíveis”. diz Vincenzo Vagnoni, porta -voz da colaboração do LHCB.
“Precisávamos de uma máquina como a LHC capaz de produzir um número suficiente de baryons de beleza e seus colegas antimatérias, e precisávamos de um experimento naquela máquina capaz de identificar seus produtos decaimento.
“Foram necessários mais de 80.000 decans de bariário para vermos a assimetria de matéria-antimatéria com esta classe de partículas pela primeira vez”.
Este grande avanço poderia fornecer pistas para a marca novas forças e partículas, que poderiam ajudar a resolver o enigma de por que antimatter não aniquilou todo o conteúdo do universo.
“Quanto mais sistemas nos quais observamos violações de CP e mais precisas forem as medidas, mais oportunidades temos para testar o Modelo padrão e procurar a física além disso, ” diz vagnoni.
A pesquisa foi enviada ao diário Naturezae a versão pré-revisada está atualmente disponível em arxiv.
