SD. Por primera vez en la historia, los físicos del mayor destructor de átomos del mundo han observado diferencias en la descomposición de partículas y antipartículas que contienen un componente básico de la materia, llamado el quark del encanto. Esto ha sido reconocido por ellos como un hallazgo de dimensiones realmente trascendentes.
El descubrimiento podría ayudar a explicar el misterio de por qué la materia existe en absoluto. O en buena lid, por qué existe el universo.
«El resultado es un hito en la historia de la física de partículas. Desde el descubrimiento del mesón D hace más de 40 años, los físicos de partículas han sospechado que la violación de CP también ocurre en este sistema, pero fue solo ahora, utilizando esencialmente la muestra de datos completa recopilada por el experimento, que la colaboración del LHCb finalmente se ha podido observar el efecto «, dijo el director de Investigación y Computación del CERN, Eckhard Elsen, en la web del centro.
Los resultados del experimento están siendo presentados desde el pasado 16 y hasta el 30 del presente mes de marzo, en el evento científico Rencontres de Morion, un prestigioso evento científico que se realiza desde 1966.
Por su parte Sheldon Stone, profesor de física en la Universidad de Syracuse y uno de los colaboradores en la nueva investigación, expres[o que este era un momento histórico, según un artículo publicado en la revista científica Live Science.
Materia y antimateria.
Cada partícula de materia tiene una antipartícula, que es idéntica en masa pero con una carga eléctrica opuesta. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, se aniquilan mutuamente. Eso es un problema. El Big Bang debería haber creado una cantidad equivalente de materia y antimateria, y todas esas partículas deberían haberse destruido entre sí rápidamente, sin dejar nada atrás, solo energía pura.
Claramente, eso no sucedió. En cambio, aproximadamente 1 de cada mil millones de quarks (las partículas elementales que forman protones y neutrones) sobrevivieron. Así es como el universo existe. Lo que significa es que las partículas y antipartículas no deben comportarse de forma totalmente idéntica, dijo Stone, según la prestigiosa publicación. En su lugar, deberían decaer a tasas ligeramente diferentes, permitiendo un desequilibrio entre la materia y la antimateria. Los físicos llaman a esa diferencia de comportamiento la violación de paridad de carga (CP).
El autor de la idea de la violación del PC fue el físico ruso Andrei Sajarov, Premio Nobel de la Paz de 1975, quien la propuso en 1967 como una explicación de por qué la materia sobrevivió al Big Bang.
Sajárov, quien es más conocido por su posición pacifista, ha sido sin embargo uno de los físicos más adelantados del siglo XX. Justo él abrió el camino para que ahora se diera este descubrimiento.
«Este es uno de los criterios necesarios de todo lo que existe», ha dicho Stone, «por lo que es importante comprender cuál es el origen de la violación de PC».
Existen seis tipos diferentes de quarks, todos con sus propias propiedades: arriba y abajo, arriba y abajo y encanto y extraño. En 1964, los físicos observaron por primera vez la violación del PC en la vida real en extraños quarks. En 2001, vieron que sucedía con partículas que contenían quarks del fondo. (Ambos descubrimientos condujeron a premios Nobel para los investigadores involucrados). Los físicos habían teorizado durante mucho tiempo que también ocurría con partículas que contenían quarks de encanto, pero nadie lo había visto nunca.
Violación CP en el Gran Colisionador de Hadrones
Tranquilos no se trata de un crimen.
Como se sabe, el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, es el anillo de 16.5 millas (27 kilómetros) en la frontera franco-suiza que envía partículas subatómicas cargando entre sí para recrear los destellos de energía alucinante que siguieron al Big Bang.
Ha sucedido que, a medida que las partículas se chocan unas contra otras, se rompen en sus partes constituyentes, que luego se descomponen en fracciones de segundo a partículas más estables.
Las últimas observaciones involucraron combinaciones de quarks llamados mesones, específicamente el mesón D0 («d-cero») y el mesón anti-D0. El mesón D0 está formado por un quark de encanto y un quark anti-up (la antipartícula del quark up). El mesón anti-D0 es una combinación de un quark anti-charm y uno de quark up.
Ambos de estos mesones se descomponen de muchas maneras, pero un pequeño porcentaje de ellos termina como mesones llamados kaones o piones. Los investigadores midieron la diferencia en las tasas de descomposición entre los mesones D0 y anti-D0, un proceso que implicaba tomar mediciones indirectas para garantizar que no solo estuvieran midiendo una diferencia en la producción inicial de los dos mesones, o diferencias en lo bien que el equipo podría detectar varias partículas subatómicas.
Las proporciones de decaimiento diferían en una décima de porcentaje.
«Lo que significa que el D0 y el anti-D0 no se deterioran al mismo ritmo, y eso es lo que llamamos violación CP», dijo Stone.
Y eso hace las cosas interesantes. Las diferencias en las caries probablemente no son lo suficientemente grandes como para explicar lo que sucedió después del Big Bang para dejar atrás tanta materia, dijo Stone, aunque es lo suficientemente grande como para sorprender. Pero ahora, dijo, a los teóricos de la física les ha tocado el turno de desentrañar los datos.
Los físicos confían en algo llamado el Modelo Estándar para explicar todo a la escala subatómica. La pregunta ahora, dijo Stone, es si las predicciones hechas por el Modelo Estándar pueden explicar la medición del quark charm (o quark encantado) que el equipo acaba de hacer, o si requerirá algún tipo de nueva física, lo cual, dijo Stone, sería el resultado más emocionante.
«Si esto solo pudiera ser explicado por la nueva física, esa nueva física podría contener la idea de de dónde viene esta violación de PC», dijo.
Los investigadores anunciaron el descubrimiento en un webcast del CERN y publicaron una preimpresión de un artículo que detallaba los resultados en línea.
Alfonso Quiñones (Cuba, 1959). Periodista, poeta, culturólogo, productor de cine y del programa de TV Confabulaciones. Productor y co-guionista del filme Dossier de ausencias (2020), productor, co-guionista y co-director de El Rey del Merengue (en producción, 2020).
