Σε ένα πρωτοποριακό επίτευγμα, επιστήμονες στο πείραμα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHCb) του CERN παρατήρησαν, για πρώτη φορά, παραβίαση CP (μια διαφορά στη συμπεριφορά της ύλης και της αντιύλης) σε σωματίδια γνωστά ως βαρυόνια.
Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει στην απάντηση ενός από τα πιο βαθιά ερωτήματα στη φυσική: γιατί το σύμπαν κυριαρχείται από την ύλη και όχι από την αντιύλη.
Η συμμετρία CP (Φόρτιση-Ισοτιμία) υποδηλώνει ότι οι νόμοι της φυσικής θα πρέπει να είναι οι ίδιοι εάν ένα σωματίδιο αντικατασταθεί από το αντισωματίδιό του (αντιστροφή φορτίου) και το αριστερό και το δεξί αντικατασταθούν (μετασχηματισμός ισοτιμίας).
Ενώ η παραβίαση CP είχε παρατηρηθεί στο παρελθόν σε μεσόνια (σωματίδια που αποτελούνται από ένα κουάρκ και ένα αντικουάρκ), δεν είχε ποτέ πριν ανιχνευθεί οριστικά στα βαρυόνια, τα οποία είναι σωματίδια όπως πρωτόνια και νετρόνια που αποτελούνται από τρία κουάρκ.
Η ομάδα του LHCb μελέτησε τις διασπάσεις των βαρυονίων Lambda-b, τα οποία περιέχουν ένα κουάρκ άνω, κάτω και κάτω.
Αναλύοντας τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα σωματίδια διασπάστηκαν σε άλλα σωματίδια και συγκρίνοντάς τα με τη συμπεριφορά των αντίστοιχων αντιβαρυονίων τους, οι ερευνητές βρήκαν μια στατιστικά σημαντική διαφορά που υποδήλωνε παραβίαση CP.
Αυτό το αποτέλεσμα υποστηρίζει το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, αλλά ανοίγει επίσης την πόρτα για την εξερεύνηση της φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο, ειδικά στην αναζήτηση εξηγήσεων για την ασυμμετρία ύλης-αντιύλης στο σύμπαν.
Σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, η ύλη και η αντιύλη θα έπρεπε να έχουν δημιουργηθεί σε ίσες ποσότητες, ωστόσο το παρατηρήσιμο σύμπαν μας αποτελείται σε συντριπτικό βαθμό από ύλη.
Η παραβίαση CP είναι μια από τις βασικές συνθήκες που θα μπορούσαν να εξηγήσουν αυτήν την ανισορροπία, αλλά η ποσότητα που προβλέπεται από την τρέχουσα θεωρία είναι πολύ μικρή – επομένως οι φυσικοί αναζητούν πρόσθετες πηγές.
Το αποτέλεσμα του LHCb προσθέτει ένα κρίσιμο νέο σημείο δεδομένων δείχνοντας ότι η παραβίαση CP δεν περιορίζεται στα μεσόνια και υποδηλώνει μια πιο σύνθετη εικόνα που αφορά τη βαρυονική ύλη, η οποία αποτελεί το ορατό σύμπαν.
Το αποτέλεσμα είχε στατιστική σημαντικότητα 5σ (πέντε σίγμα) – το όριο στη σωματιδιακή φυσική για να διεκδικηθεί μια ανακάλυψη – καθιστώντας το μια ισχυρή και ιστορική παρατήρηση.
