Un experimento del CERN observa nuevas diferencias entre materia y antimateria

La colaboración científica LHCb del CERN ha presentado hoy un estudio en Physical Review Letters sobre la primera observación de la asimetría materia-antimateria en las desintegraciones de una partícula conocida como B⁰_s. Es la cuarta partícula subatómica que muestra este comportamiento, tras detectarse el mismo fenómeno en los kaones, el mesón B⁰ y el meson B⁺.

El descubrimiento está relacionado con una ‘preferencia’ de la materia sobre la antimateria conocida como violación de la simetría CP, que podría explicar por qué existe más materia que antimateria en nuestro universo aunque en sus comienzos fuera la misma.

La simetría CP es la suma de la simetría C, que indica que las leyes de la física permanecerían invariables aunque se intercambiasen las partículas de carga positiva con las negativas, y la simetría P, que plantea que tampoco habría cambios si el universo fuera su imagen especular.

Ahora el experimento LHCb ha observado esta violación CP en la desintegración de las partículas B⁰_s neutras. Los resultados se basan en el análisis de los datos recogidos por el experimento en 2011.

«El descubrimiento del comportamiento asimétrico en la partícula B⁰_s viene con un nivel de confianza de 5 sigma, un resultado que sólo fue posible gracias a la gran cantidad de datos proporcionados por el LHC y las capacidades de identificación de partículas del detector LHCb», dice Pierluigi Campana, portavoz de esta colaboración. «Otros experimentos no han podido acumular un número suficientemente grande de desintegraciones de esta partícula».

Con esta ya son cuatro las partículas que violan la simetría CP, lo que podría explicar por qué existe más materia que antimateria en el universo

La violación de la simetría CP fue observado por primera vez en el Laboratorio Brookhaven en los EE.UU. en la década de 1960 en partículas neutras llamadas kaones. Unos 40 años más tarde, los experimentos en Japón y los EE.UU. encontraron comportamiento similar en el mesón B⁰ .

Más recientemente, los experimentos en las llamadas fábricas B y el experimento LHCb del CERN han descubierto que el mesón B⁺ también muestra este comportamiento.

Todos estos fenómenos de violación CP puede explicarse en el modelo estándar, aunque existen algunas discrepancias de interés que exigen estudios más detallados. «También sabemos que los efectos totales inducidos por la violación CP del modelo estándar son demasiado pequeños para explicar el universo dominado por la materia», señala Pierluigi Campana.

«Sin embargo, mediante el estudio de estos efectos violación CP estamos buscando las piezas que faltan del puzzle, las cuales proporcionan las pruebas más exigentes de la teoría y representan una buena sonda para revelar la física que hay más allá del modelo estándar».