Un experimento del LHC alumbra por qué la materia venció a la antimateria

Según ha explicado el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), se trata de la primera vez que se observa este fenómeno en este tipo de partícula. Hasta ahora se había observado el fenómeno en otra partícula similar, hallazgo que le valió el Premio Nobel a los físicos japoneses Kobayashi y Maskawa en 2008.

La colaboración LHCb, en la que hay grupos de la Universidad de Santiago de Compostela, Universidad de Barcelona y la Universidad Ramón Llull, está diseñada para estudiar la ruptura de la simetría entre materia y antimateria.

Según la teoría, en el Big Bang se crearon iguales cantidades de materia y de antimateria (una especie de réplica idéntica a la materia en todo excepto en su carga eléctrica, que es negativa). Si se hubiera mantenido la simetría, materia y antimateria deberían haberse aniquilado entre sí, pero en algún punto se ha producido una asimetría por lo que la materia 'venció' a la antimateria y formó los átomos que componen galaxias, estrellas, planetas y todo lo que existe. Ésta es la teoría, pero los científicos aún no saben por qué.

Ahora, LHCb ha observado por primera vez de forma directa la ruptura de la simetría CP en las desintegraciones del mesón Bs, que contiene en su composición un quark pesado beauty (b) y un antiquark strange (s) --la primera forma la materia ordinaria de la que está compuesto el Universo es básicamente protones y neutrones y las otras dos están formadas por el quark charm (c) y el strange (s), y por los quarks muy pesados como el beauty (b) y el top (t)--.

Puede verse a simple vista en los datos tomados en 2011 por LHCb cómo el ritmo de desintegración de este mesón y el de su antipartícula difieren en una cantidad del 27 por ciento, lo que supone, según ha señalado el CPAN, una significacion estadística superior a tres desviaciones típicas o sigmas, que los científicos consideran suficiente para mostrar una primera evidencia de esta asimetría.

La observación de LHCb tiene gran importancia porque es la primera vez que se observa la ruptura directa de la simetría materia-antimateria en transiciones entre quarks que involucran todas las formas conocidas. Además, pone de manifiesto que las asimetrías materia-antimateria observadas en las desintegraciones de los quarks b siguen siendo muy intensas cuando se observan otras réplicas distintas de las observadas hasta ahora.

Los expertos han indicado que es pronto para saber con exactitud si las medidas realizadas encajan bien dentro del Modelo Estándar de Física de Partículas, la teoría que describe las partículas fundamentales y sus interacciones, o bien suponen nueva física, ya que ello requiere cálculos teóricos detallados y comparaciones con otras medidas relacionadas.

La teoría de Kabayashi-Maskawa del Modelo Estándar (Nobel 2008) tiene un déficit importante a la hora de explicar la creación de las galaxias, formadas casi exclusivamente por materia, sin apenas antimateria. Las medidas actuales proporcionan nueva evidencia de una violación CP elevada en réplicas de quarks hasta ahora inexploradas.