una partícula que oscila entre la materia y la antimateria puede ayudarnos a comprender el origen del universo

El CERN sigue sumando nuevos hitos a su ya larga lista de logros. Esta semana un grupo de investigadores de la Universidad de Oxford anunció el resultado del experimento que han realizado en el detector LHCb, y confirma las observaciones realizadas por otros equipos científicos hace más de una década.

En 2007, un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford, en California (Estados Unidos), se dio cuenta por primera vez de que existe un tipo de posada conocida como ‘encanto’ (encanto) que tiene la peculiar habilidad de cambiar de estado espontáneamente, alterando su estructura entre materia y antimateria.

La clave está en la oscilación de las encimeras ‘encanto’

Los mesones son partículas subatómicas que pertenecen a la familia hadrón que se componen del mismo número de quarks y antiquarks, que se mantienen unidos gracias a la mediación de la fuerza nuclear fuerte.

Cuando la antimateria entra en contacto directo con la materia, ambas se aniquilan, liberando una gran cantidad de energía.

Por otro lado, la antimateria no es más que una forma de materia formada por antipartículas, que son partículas con la misma masa y giro que las partículas con las que estamos familiarizados, pero con carga eléctrica opuesta.

Llamamos antimateria a la materia que está formada por antipartículas, y tiene una propiedad sorprendente: cuando entra en contacto directo con la materia ambos son aniquilados, liberando una gran cantidad de energía en forma de fotones de alta energía, así como otros posibles pares partícula-antipartícula.

Una vez hecho este pequeño párrafo, volvamos a las posadas. Los físicos saben desde hace cinco décadas que hay partículas subatómicas que pueden «saltar» de la materia a la antimateria, o viceversa. En realidad, este comportamiento es causado por el efecto de superposición cuántica, y hace que una partícula sea simultáneamente, independientemente de la redundancia, una partícula y su propia antipartícula.

Lo que los investigadores de Oxford han observado por primera vez es que las posadas encanto oscilar entre ambos estados. Esto simplemente significa que pueden tomar la forma de una partícula, saltar al estado de antipartícula y recuperar el estado de partícula nuevamente. Todo esto de forma espontánea.

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Este hallazgo ha sido posible gracias a un experimento realizado en el LHCb, el detector LHC diseñado expresamente para investigar la física del quark b.

La estrategia que utilizaron para identificar este proceso durante su experimento LHCb es sorprendente porque, a grandes rasgos, ha consistido en medir la masa de las partículas con asombrosa precisión. Y es que la posada no tiene la misma masa cuando adopta el estado de partícula y el estado de antipartícula. La diferencia es muy pequeña (1 x 10 ^ -38 g), por lo que para poder medirla es necesario desarrollar una tecnología extraordinariamente precisa. Pero estos investigadores lo han logrado.

Un mecanismo desconocido que podría llevarnos más allá del modelo estándar

Las implicaciones que podría tener este descubrimiento son mucho más profundas de lo que parece si lo contemplamos de forma superficial. El Modelo Estándar, que es nuestra teoría más robusta, no explica cómo funciona este mecanismo, por lo que es posible que partículas desconocidas que no se puede predecir por este modelo.

Comprender cómo funciona la oscilación de los mesones ‘encantadores’ puede ser la clave para comprender el mecanismo que explica la asimetría materia-antimateria del universo.

Encontrar una posible fisura en nuestra teoría más avanzada no es una mala noticia. Todo lo contrario; Esta es una gran noticia porque les da a los científicos pistas sobre qué camino pueden tomar para desarrollar nueva física. Y este hallazgo nos invita a echar un vistazo al origen mismo del universo por una razón convincente: comprender cómo funciona la oscilación de los mesones. encanto puede ser la clave para comprender el mecanismo que explica asimetría materia-antimateria del universo.

Según el modelo estándar, la misma cantidad de materia y antimateria debe haberse producido durante el Big Bang, pero si es así ambos hubieran aniquilado mutuamente al contacto, y el universo se habría extinguido.

Obviamente este no ha sido el caso, por lo que debe haber habido algún mecanismo que provocó la producción de una mayor cantidad de materia que la antimateria. Esta es la asimetría de la que estamos hablando, y quizás este descubrimiento sea el primer paso para resolver este gran enigma.

Imágenes | CERN

Más información | Universidad de Oxford

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