Un equipo de investigadores ha encontrado evidencia de una violación de la simetría carga-paridad (CP) en bariones, un tipo de partículas subatómicas que forman la mayor parte de la materia visible del Universo. Este hallazgo representa una novedad importante, ya que hasta ahora la violación CP solo se había observado con claridad en otro tipo de partículas llamadas mesones.
¿Qué es la violación CP y por qué importa?
Imaginemos que el Universo fuera un escenario de teatro perfectamente simétrico, donde cada personaje (partícula) tuviera un gemelo con comportamiento inverso (antipartícula). La simetría CP implica que si invertimos tanto la carga como la orientación espacial de una partícula, su comportamiento debería ser exactamente igual al de su contraparte. Sin embargo, la realidad ha demostrado que esta simetría puede romperse en ciertas condiciones.
Esa pequeña «trampa» en la simetría es la violación CP, y se considera una condición indispensable para explicar por qué hay más materia que antimateria en el Universo actual. Sin esta diferencia, ambas se habrían aniquilado mutuamente al comienzo del tiempo, dejando un cosmos completamente vacío.
Lo que descubrió el CERN
El equipo de investigadores analizó más de 80.000 eventos de decaimiento de partículas, obtenidos entre 2011 y 2018 por el experimento LHCb. Se enfocaron en los bariones lambda-beauty (Λb) y sus equivalentes de antimateria, conocidos como anti-Λb.
Al estudiar su comportamiento, encontraron una diferencia del 2,5% en la forma en que estas partículas y antipartículas se desintegran. Aunque esta cifra parezca pequeña, es estadísticamente muy significativa, alcanzando una confiabilidad de 5,2 sigma, lo que equivale a una probabilidad de error de una en diez millones.
Por qué este resultado es tan relevante
Detectar esta diferencia en bariones, y no solo en mesones, amplía el alcance de la violación CP dentro del modelo físico actual. Es como si hasta ahora solo hubiéramos encontrado una grieta en una parte del muro, y ahora vemos que hay fisuras en otras zonas también.
Esta nueva evidencia refuerza la idea de que las leyes de la física no tratan por igual a la materia y a la antimateria, lo que podría estar vinculado con eventos cruciales ocurridos en los primeros instantes del Universo.
Lo que dice el Modelo Estándar y sus limitaciones
El Modelo Estándar de la física de partículas predice ciertos niveles de violación CP, pero no suficientes para explicar la abrumadora dominancia de la materia. Por eso, encontrar violaciones CP en sistemas diferentes, como los bariones, podría revelar nuevas físicas más allá del modelo actual.
Xueting Yang, física del CERN y autora principal del estudio, lo explica así: “La cantidad de violación CP que conocemos no basta para resolver el misterio de por qué existe más materia. Este descubrimiento es un paso clave para buscar nuevas fuentes de asimetría”.
Un cosmos que debería no existir
En teoría, el Big Bang debió generar materia y antimateria en proporciones exactas. Y dado que ambas se aniquilan al entrar en contacto, el Universo podría haberse extinguido en sus primeros instantes. Pero claramente, algo hizo que surgiera un pequeño exceso de materia. Todo lo que vemos hoy proviene de ese pequeño desequilibrio.
El hallazgo del CERN no resuelve por completo este misterio, pero sí confirma que hay más diferencias entre materia y antimateria de las que se habían demostrado experimentalmente hasta ahora.
Nuevas preguntas, nuevos horizontes
Aunque este resultado coincide con lo predicho por el Modelo Estándar, el hecho de que se haya encontrado en bariones abre nuevas líneas de investigación. Es como descubrir una nueva pista en un caso sin resolver: no responde a todas las preguntas, pero orienta hacia donde seguir buscando.
Además, descarta algunas teorías alternativas. Por ejemplo, hubo quienes plantearon que la antimateria podría comportarse diferente ante la gravedad, como caer «hacia arriba». Sin embargo, experimentos anteriores en el CERN confirmaron que la antimateria también cae hacia abajo.
Qué podemos esperar en el futuro
El descubrimiento, publicado en la revista Nature, es un punto de partida. La comunidad científica seguirá investigando otras partículas y escenarios donde pueda surgir violación CP no explicada por el modelo actual. Con más datos y experimentos, podrían emerger indicios de una nueva teoría física más completa.
Por ahora, seguimos asomándonos al abismo del misterio cósmico, pero con una luz más encendida.
☞ El artículo completo original de Natalia Polo lo puedes ver aquí
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