LHC onthult afwijking in verval van materie en antimaterie, biedt aanwijzingen voor het bestaan van het heelal

Experimenten bij de Large Hadron Collider (LHC) hebben mogelijk nieuwe aanwijzingen onthuld over het overleven van het heelal. Het onderzoek wijst op een verrassend verschil in het verval van deeltjes die baryonen worden genoemd en hun antimaterie-tweelingen. Deze ontdekking, gedaan bij CERN, zou kunnen helpen verklaren waarom materie niet met antimaterie is vernietigd na de Big Bang. Volgens modellen zou de Big Bang gelijke hoeveelheden materie en antimaterie moeten hebben gecreëerd, wat tot totale vernietiging zou leiden. Het bestaan van sterren, planeten en leven geeft echter aan dat iets dit heeft voorkomen. CERN-fysici analyseerden LHC-gegevens en vonden bewijs van verschillen in de manier waarop materie en antimaterie zich gedragen. In theorie zouden alle deeltjes zich moeten houden aan de lading-pariteit (CP) symmetrie, waarbij het omkeren van de lading en ruimtelijke coördinaten van alle deeltjes de natuurwetten niet zou mogen veranderen. Sommige interacties schenden deze symmetrie echter. Een experiment uit 1964 vond CP-schendingen in K-mesonen, en latere experimenten vonden soortgelijke schendingen in andere deeltjes, maar niet genoeg om de zeldzaamheid van antimaterie te verklaren. De nieuwe studie identificeerde CP-schendingen in baryonen, waarbij de focus lag op beauty-lambda baryonen (Λ) en hun antideeltjes. Als CP-symmetrie geldt, zouden Λ- en anti-Λ-deeltjes met dezelfde snelheid moeten vervallen. Onderzoekers van de LHCb-samenwerking analyseerden tienduizenden vervallen die tussen 2009 en 2018 werden vastgelegd, en vonden een verschil van ongeveer 2,45 procent tussen materie- en antimaterie-verval. "Er waren meer dan 80.000 baryonvervallen nodig voordat we voor het eerst materie-antimaterie-asymmetrie zagen bij deze klasse deeltjes", aldus Vincenzo Vagnoni, woordvoerder van de LHCb-samenwerking. Deze doorbraak zou aanwijzingen kunnen geven over nieuwe krachten en deeltjes, en helpen bij het oplossen van het raadsel waarom antimaterie niet alle materie in het heelal heeft vernietigd. "Hoe meer systemen waarin we CP-schendingen waarnemen en hoe preciezer de metingen zijn, hoe meer mogelijkheden we hebben om het Standaardmodel te testen en te zoeken naar fysica daarbuiten", voegde Vagnoni toe.