LHC entdeckt Diskrepanz beim Materie-Antimaterie-Zerfall und liefert Hinweise auf die Existenz des Universums

Experimente am Large Hadron Collider (LHC) haben möglicherweise neue Hinweise auf das Überleben des Universums aufgedeckt. Die Forschung deutet auf einen überraschenden Unterschied im Zerfall von Teilchen, den sogenannten Baryonen, und ihren Antimaterie-Zwillingen hin. Diese am CERN gemachte Entdeckung könnte helfen zu erklären, warum Materie sich nach dem Urknall nicht mit Antimaterie vernichtet hat. Modellen zufolge hätte der Urknall gleiche Mengen an Materie und Antimaterie erzeugen müssen, was zu einer vollständigen Vernichtung geführt hätte. Die Existenz von Sternen, Planeten und Leben deutet jedoch darauf hin, dass etwas dies verhindert hat. CERN-Physiker analysierten LHC-Daten und fanden Beweise für Unterschiede im Verhalten von Materie und Antimaterie. Theoretisch sollten alle Teilchen die Ladungs-Paritäts-Symmetrie (CP) einhalten, bei der die Invertierung der Ladungs- und Raumkoordinaten aller Teilchen die physikalischen Gesetze nicht verändern sollte. Einige Wechselwirkungen verletzen jedoch diese Symmetrie. Ein Experiment aus dem Jahr 1964 fand CP-Verletzungen in K-Mesonen, und spätere Experimente fanden ähnliche Verletzungen in anderen Teilchen, aber nicht genug, um die Seltenheit von Antimaterie zu erklären. Die neue Studie identifizierte CP-Verletzungen in Baryonen und konzentrierte sich auf Beauty-Lambda-Baryonen (Λ) und ihre Antiteilchen. Wenn die CP-Symmetrie gilt, sollten Λ- und Anti-Λ-Teilchen mit der gleichen Rate zerfallen. Forscher der LHCb-Kollaboration analysierten Zehntausende von Zerfällen, die zwischen 2009 und 2018 erfasst wurden, und fanden einen Unterschied von etwa 2,45 Prozent zwischen Materie- und Antimaterie-Zerfällen. "Es brauchte über 80.000 Baryonenzerfälle, bis wir zum ersten Mal eine Materie-Antimaterie-Asymmetrie bei dieser Teilchenklasse sahen", sagte Vincenzo Vagnoni, Sprecher der LHCb-Kollaboration. Dieser Durchbruch könnte Hinweise auf neue Kräfte und Teilchen liefern und dazu beitragen, das Rätsel zu lösen, warum Antimaterie nicht die gesamte Materie im Universum vernichtet hat. "Je mehr Systeme, in denen wir CP-Verletzungen beobachten, und je genauer die Messungen sind, desto mehr Möglichkeiten haben wir, das Standardmodell zu testen und nach Physik jenseits davon zu suchen", fügte Vagnoni hinzu.