LHC ujawnia rozbieżność w rozpadzie materii i antymaterii, oferując wskazówki dotyczące istnienia wszechświata

Eksperymenty w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) potencjalnie ujawniły nowe wskazówki dotyczące przetrwania wszechświata. Badania wskazują na zaskakującą różnicę w rozpadach cząstek zwanych barionami i ich antymaterialnych bliźniaków. Odkrycie to, dokonane w CERN, może pomóc wyjaśnić, dlaczego materia nie uległa anihilacji z antymaterią po Wielkim Wybuchu. Zgodnie z modelami, Wielki Wybuch powinien był stworzyć równe ilości materii i antymaterii, prowadząc do całkowitej anihilacji. Jednak istnienie gwiazd, planet i życia wskazuje, że coś temu zapobiegło. Fizycy z CERN przeanalizowali dane z LHC, znajdując dowody na różnice w zachowaniu materii i antymaterii. W teorii wszystkie cząstki powinny przestrzegać symetrii ładunkowo-przestrzennej (CP), gdzie odwrócenie ładunku i współrzędnych przestrzennych wszystkich cząstek nie powinno zmieniać praw fizyki. Jednak niektóre interakcje naruszają tę symetrię. W eksperymencie z 1964 roku stwierdzono naruszenie CP w mezonach K, a późniejsze eksperymenty wykazały podobne naruszenia w innych cząstkach, ale niewystarczające, aby wyjaśnić rzadkość antymaterii. Nowe badanie zidentyfikowało naruszenia CP w barionach, koncentrując się na barionach beauty-lambda (Λ) i ich antycząstkach. Jeśli symetria CP jest zachowana, cząstki Λ i anty-Λ powinny rozpadać się z tą samą szybkością. Naukowcy z kolaboracji LHCb przeanalizowali dziesiątki tysięcy rozpadów zarejestrowanych w latach 2009-2018, znajdując różnicę około 2,45 procent między rozpadami materii i antymaterii. „Potrzebowaliśmy ponad 80 000 rozpadów barionów, aby po raz pierwszy zaobserwować asymetrię materii i antymaterii w tej klasie cząstek” - powiedział Vincenzo Vagnoni, rzecznik kolaboracji LHCb. Ten przełom może dostarczyć wskazówek dotyczących nowych sił i cząstek, pomagając rozwiązać zagadkę, dlaczego antymateria nie unicestwiła całej materii we Wszechświecie. „Im więcej systemów, w których obserwujemy naruszenia CP, i im dokładniejsze są pomiary, tym więcej mamy możliwości testowania Modelu Standardowego i poszukiwania fizyki poza nim” - dodał Vagnoni.