Hoy, 2 de agosto de 2004, los físicos de partículas del Reino Unido y de todo el mundo que trabajan en el experimento BABAR en el Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) en los Estados Unidos, anunciaron nuevos y emocionantes resultados que demuestran una diferencia dramática en el comportamiento de la materia y la antimateria. Su descubrimiento puede ayudar a explicar por qué el Universo en el que vivimos está dominado por la materia, en lugar de contener partes iguales de materia y antimateria.
El acelerador PEP-II de SLAC colisiona electrones y sus equivalentes antimateria, positrones, para producir una abundancia de exóticos pares de partículas pesadas y antipartículas conocidas como mesones B y anti-B. Estas formas raras de materia y antimateria son de corta duración, se descomponen a su vez en otras partículas subatómicas más ligeras, como los kaones y los piones, que se pueden ver en el experimento BABAR.
“Si no hubiera diferencia entre la materia y la antimateria, tanto el mesón B como el mesón anti-B exhibirían exactamente el mismo patrón de descomposición. Sin embargo, nuestra nueva medición muestra un ejemplo de una gran diferencia en las tasas de descomposición ". dijo Marcello Giorgi, de SLAC, Universidad de Pisa e INFN, portavoz de BABAR.
Al examinar las desintegraciones de más de 200 millones de pares de mesones B y anti-B, los experimentadores han descubierto una sorprendente asimetría de materia y antimateria. "Encontramos 910 ejemplos del mesón B en descomposición en un kaon y un pión, pero solo 696 ejemplos del anti-B", explicó Giorgi. “La nueva medición es en gran medida el resultado del excelente desempeño del acelerador PEP-II de SLAC y la eficiencia del detector BABAR. El acelerador ahora está operando a 3 veces su rendimiento de diseño y BABAR puede registrar aproximadamente el 98% de las colisiones ".
Si bien BABAR y otros experimentos han observado asimetrías de materia-antimateria antes, esta es la primera vez que se encuentra una diferencia contando simplemente el número de desintegraciones de mesones B y anti-B en el mismo estado final. Este efecto se conoce como violación directa de CP y se encuentra en 13%; Se produce un efecto similar para las caries de Kaons y antiKaons, ¡pero solo al nivel de 4 partes en un millón!
“Esta es una señal fuerte y convincente de violación directa de la PC en las caries B, un tipo de asimetría de materia-antimateria que se esperaba que existiera pero que no se había observado antes. Con este descubrimiento, el patrón completo de las asimetrías materia-antimateria se une en una imagen coherente. Estoy muy emocionado y contento porque uno de mis estudiantes de posgrado, Carlos Chávez, que actualmente se encuentra en SLAC, estuvo directamente involucrado ”. dijo Christos Touramanis de la Universidad de Liverpool.
Dan Bowerman, miembro del equipo BABAR del Imperial College, agrega: “Cuando el universo comenzó con el Big Bang, la materia y la antimateria se crearon en cantidades iguales. Sin embargo, todas las observaciones indican que vivimos en un universo hecho solo de materia. Entonces tenemos que preguntar, ¿qué pasó con la antimateria? El trabajo en BABAR nos está acercando a responder esta pregunta ".
Las diferencias sutiles entre el comportamiento de la materia y la antimateria deben ser responsables del desequilibrio materia-antimateria que se desarrolló en nuestro universo. Pero nuestro conocimiento actual de estas diferencias es incompleto e insuficiente para dar cuenta de la dominación de la materia observada. La violación de la PC es una de las tres condiciones descritas por el físico ruso Andrei Sakharov para explicar el desequilibrio observado de la materia y la antimateria en el universo.
El profesor Ian Halliday, director ejecutivo del Consejo de Investigación de Física y Astronomía de Partículas que financia la participación del Reino Unido en BABAR, dijo: "Todavía no entendemos completamente cómo ha evolucionado la materia dominada por el Universo en el que vivimos. Sin embargo, este nuevo resultado, y las mediciones relacionadas recientes en BABAR y otros experimentos en todo el mundo, han avanzado mucho nuestra comprensión en esta área. Todavía hay mucho por descubrir y aprender sobre este tema fundamental ”.
Fuente original: Comunicado de prensa de PPARC
