La antimateria es una bestia extraña. Los físicos creen que por cada partícula que existe en nuestro universo, hay una antipartícula que es idéntica pero tiene carga opuesta. Pero cuando la antimateria se encuentra con la materia, ambas partículas son aniquiladas en un destello de energía. Esto lleva a un enigma complicado: si la materia y la antimateria fueron producidas en cantidades iguales por el Big Bang, ¿por qué hay tanta materia a nuestro alrededor hoy y tan poca antimateria?
La antimateria se produce naturalmente en procesos radiactivos, como cuando se desintegra el potasio-40. En un hecho encantador, El investigador del CERN Marco Gersabeck escribe esto significa que “un plátano promedio (que contiene potasio) emite un positrón cada 75 minutos”. Pero en general, hemos observado mucha, mucha más materia en el universo que antimateria.
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un nuevo experimento del CERN puede contener la respuesta a este enigma que lleva décadas. Los experimentos han demostrado que partículas como los mesones, que constan de uno
cuarc y un antiquark, pueden convertirse espontáneamente en antimesones, y viceversa, pero este proceso ocurre más en una dirección que en la otra. Es más probable que los antiquarks se conviertan en quarks que los quarks de convertirse en antiquarks, a lo que los físicos se refieren como violación CP. Con el tiempo, esto significa que se acumula más materia en el universo.Estas asimetrías, como se las conoce, se han observado en varios tipos de quarks. En total, hay seis tipos o “sabores” de quark (arriba, abajo, arriba, abajo, extraño y encantador) y Anteriormente se han observado asimetrías en quarks extraños y quarks inferiores, los cuales son negativos cargado. El trabajo teórico dice que el único tipo de quarks cargados positivamente que deberían mostrar asimetría son los quarks charm, aunque el efecto sería muy pequeño y, por lo tanto, difícil de observar.
El nuevo experimento analizó partículas llamadas mesones D que están hechos de quarks charm. Los científicos pudieron observar la asimetría en los mesones D observando las partículas creadas en las colisiones en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Examinaron el conjunto de datos completo de los siete años de operaciones del LHC entre 2011 y 2018, y comprobaron las desintegraciones de los mesones D y anti-D. Encontraron diferencias pequeñas pero estadísticamente significativas entre los dos, proporcionando la primera evidencia de asimetría en los quarks charm.
Es posible que la asimetría observada aquí no se debiera al mismo mecanismo que la asimetría de los quarks extraños y de fondo. Pero aun así, seguiría siendo un hallazgo interesante, porque plantea la posibilidad de otros tipos de asimetrías entre materia y antimateria.
"El resultado es un hito en la historia de la física de partículas", dijo en un comunicado Eckhard Elsen, director de Investigación y Computación del CERN. declaración. “Desde el descubrimiento del mesón D hace más de 40 años, los físicos de partículas han sospechado que en este sistema también se produce una violación de CP, pero Sólo ahora, utilizando esencialmente la muestra completa de datos recopilados por el experimento, la colaboración del LHC finalmente pudo observar el efecto.”
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