Fisica delle particelle: l’inafferrabile asimmetria materia-antimateria osservata al CERN

I modelli cosmologici suggeriscono che la materia e l’antimateria siano state create in quantità uguali durante il Big Bang, ma nell’attuale Universo la materia sembra dominare l’antimateria.

Le prime osservazioni conosciute dell’asimmetria materia-antimateria in una particella subatomica composita in decadimento che appartiene alla classe dei barioni sono riportate dall’esperimento LHCb situato al Large Hadron Collider del CERN.

Questo effetto, noto come violazione della parità di carica (CP), è stato teoricamente previsto, ma finora è sfuggito all’osservazione nei barioni.

La verifica sperimentale di questa violazione dell’asimmetria nei barioni, pubblicata su Nature questa settimana, è importante in quanto i barioni costituiscono la maggior parte della materia nell’Universo osservabile.

I modelli cosmologici suggeriscono che la materia e l’antimateria siano state create in quantità uguali durante il Big Bang, ma nell’attuale Universo la materia sembra dominare l’antimateria.

Si pensa che questo squilibrio sia guidato da differenze nel comportamento della materia e dell’antimateria: una violazione della simmetria nota come violazione CP.

Questo effetto è stato previsto dal Modello Standard della fisica e osservato sperimentalmente in particelle subatomiche chiamate mesoni più di 60 anni fa, ma mai osservato in precedenza nei barioni.

A differenza dei mesoni, che sono formati da due quark, i barioni sono formati da tre quark: le particelle che costituiscono la maggior parte della materia come neutroni e protoni sono barioni.

Xueting Yang dell’INFN Sezione di Genova e colleghi dell’esperimento LHCb presentano la prima osservazione della violazione di CP nei decadimenti barionici, utilizzando i dati raccolti dalle collisioni protone-protone all’LHC.

L’asimmetria CP rivela una differenza di comportamento tra la materia barionica e l’antimateria.

Sebbene una tale violazione sia stata prevista e non risolva lo squilibrio materia-antimateria del Big Bang, scoprire sperimentalmente i dettagli di questa violazione offrirà indizi importanti, aprendo opportunità per ulteriori studi teorici e sperimentali sulla natura della violazione di CP.

Questi risultati potenzialmente aprono la strada alla ricerca della fisica oltre il Modello Standard, concludono gli autori.

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