Ciencia.-Nuevo cálculo refina la comparación materia-antimateria en el cosmos

MADRID, 18 (EUROPA PRESS)

Una colaboración internacional de físicos teóricos ha publicado un nuevo cálculo relevante para la búsqueda de una explicación del predominio de materia sobre antimateria en nuestro universo.

La colaboración, conocida como RBC-UKQCD, publica sus resultados en la revista Physical Review D: una predicción mejorada para la pequeña diferencia en las desintegraciones de unas partículas subatómicas llamadas kaones observadas por los experimentos.

Los científicos observaron por primera vez una ligera diferencia en el comportamiento de la materia y la antimateria, conocida como una violación de la "simetría CP", mientras estudiaban las desintegraciones de kaones en un experimento ganador del Premio Nobel en el Laboratorio Brookhaven en 1963.

Mientras que el Modelo Estándar de la Física de partículas se reconstruyó poco después de eso, comprender si la violación de CP observada en las desintegraciones de kaones de acuerdo con el Modelo Estándar ha resultado difícil de alcanzar debido a la complejidad de los cálculos requeridos.

El nuevo cálculo proporciona una predicción más precisa de la probabilidad con la que los kaones se desintegran en un par de piones cargados eléctricamente frente a un par de piones neutros. Comprender estas desintegraciones y comparar la predicción con las mediciones experimentales de vanguardia más recientes realizadas en el CERN y en el Fermi National Accelerator Laboratory brinda a los científicos una forma de probar las pequeñas diferencias entre la materia y la antimateria, y buscar efectos que no se pueden explicar por el Modelo Estándar.

El nuevo cálculo representa una mejora significativa con respecto al resultado anterior del grupo, publicado en Physical Review Letters en 2015. Basado en el modelo estándar, proporciona un rango de valores para lo que se llama "violación directa de la simetría CP" en las desintegraciones de kaon que es consistente con los resultados medidos experimentalmente.

Eso significa que la violación de CP observada es ahora explicada por el Modelo Estándar, pero la incertidumbre en la predicción debe mejorarse aún más, ya que también existe la oportunidad de revelar cualquier fuente de asimetría de materia / antimateria que se encuentre más allá descripción de la teoría actual de nuestro mundo.

"Un cálculo teórico aún más preciso del modelo estándar puede encontrarse fuera del rango medido experimentalmente. Por lo tanto, es de gran importancia que continuemos nuestro progreso y refinemos nuestros cálculos, de modo que podamos proporcionar una prueba aún más sólida de nuestra comprensión ", dijo en un comunicado el teórico de Brookhaven Lab. Amarjit Soni.

"La necesidad de una diferencia entre materia y antimateria está incorporada en la teoría moderna del cosmos", dijo Norman Christ de la Universidad de Columbia. "Nuestro conocimiento actual es que el universo actual fue creado con cantidades casi iguales de materia y antimateria. Excepto por los minúsculos efectos que se están estudiando aquí, la materia y la antimateria deberían ser idénticas en todos los sentidos, más allá de las opciones convencionales como asignar carga negativa a una partícula y carga positiva a su anti-partícula. Alguna diferencia en cómo operan estos dos tipos de partículas debe haber inclinado la balanza para favorecer la materia sobre la antimateria", dijo.

"Cualquier diferencia en materia y antimateria que se haya observado hasta la fecha es demasiado débil para explicar el predominio de la materia que se encuentra en nuestro universo actual", continuó. "Encontrar una discrepancia significativa entre una observación experimental y las predicciones basadas en el Modelo Estándar podría señalar potencialmente el camino hacia nuevos mecanismos de interacciones de partículas que se encuentran más allá de nuestra comprensión actual, y que esperamos encontrar para ayudar a explicar este desequilibrio".