Detectan excepciones a la aparente simetría entre materia y antimateria

El mundo que nos rodea está construido principalmente por bariones, partículas compuestas por tres quarks. ¿Por qué no hay antibariones, teniendo en cuenta que, tras el Big Bang, la materia y la antimateria aparecieron en exactamente la misma proporción? Después de muchas décadas de investigación, todo parece indicar que los físicos se hallan más cerca de responder a esta pregunta. En el experimento LHCb del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), se ha detectado el primer indicio de diferencias entre bariones y antibariones.

Analizando datos recogidos durante la primera fase de operación del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el equipo del experimento LHCb ha descubierto una interesante asimetría. El análisis más reciente de la desintegración de un barión Lambda, una partícula seis veces más masiva que un protón, sugiere que este se desintegra de una forma un tanto diferente que su homólogo de antimateria. Si se confirma este resultado, será posible afirmar que se observado la primera diferencia clara, más allá de la carga, entre bariones y antibariones.

Con anterioridad se habían ya observado ciertas diferencias entre la materia y la antimateria. En 1964, se vio que los kaones, partículas hechas de un quark de tipo s y de un antiquark de tipo d o de tipo u, a veces se desintegran de una forma algo diferente a como lo hacen los antikaones. Se concedió en 1980 el premio Nobel por este descubrimiento. Además, en años recientes ha habido observaciones de diferencias algo más claras en las desintegraciones de los antimesones y de los mesones B de varios tipos.

Los mesones son pares quark-antiquark de corta vida, que hoy en día aparecen en el universo en pequeñas cantidades, y que en la Tierra son producidos principalmente en colisiones de alta energía en los aceleradores de partículas.

Se ha encontrado el primer vestigio razonablemente claro de diferencias entre la materia y la antimateria en desintegraciones de un barión Lambda, durante la labor del equipo científico del experimento LHCb, posando en la foto ante detector del LHCb. (Foto: CERN, The LHCb Collaboration)

Por su parte, la materia de la que están compuestas las estructuras macroscópicas de nuestro mundo está hecha de leptones (entre los que figuran los electrones) y en mayor medida de bariones, conjuntos de tres quarks (el protón es un barión que contiene dos quarks de tipo u y uno de tipo d, como lo es el neutrón que está compuesto de dos del tipo d y de uno del tipo u).

El análisis más reciente de datos procedente de la colaboración LHCb acerca de la citada clase de partícula Lambda es por tanto la primera indicación de las posibles diferencias entre la materia bariónica y su homóloga de antimateria.

“Aún no podemos hablar de un descubrimiento”, advierte Marcin Kucharczyk, del Instituto de Física Nuclear de la Academia Polaca de Ciencias en Cracovia, uno de los organismos participantes en la colaboración LHCb. “No obstante, estamos tratando con algo que parece ser una pista observacional progresivamente prometedora”.

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