O CERN está progredindo na compreensão de por que há mais matéria do que antimatéria no universo.

Modelos cosmológicos sugerem que quantidades iguais de matéria e antimatéria foram criadas durante o Big Bang , mas a primeira parece agora dominar o universo. Um novo resultado experimental abre novos caminhos para a compreensão desse desequilíbrio.

A Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (Cern) hospeda o experimento LHCb, que investiga, entre outros fenômenos, as diferenças sutis entre matéria e antimatéria , e publicou um novo estudo na Nature .

Em um novo resultado desse experimento, conduzido no Grande Colisor de Hádrons do CERN, na Suíça, foi observada uma assimetria entre matéria e antimatéria. A novidade é que ela foi observada em um tipo de partícula subatômica chamada bárion (nêutrons e prótons são bárions), que constitui a maior parte da matéria no universo observável.

A colaboração LHCb, com mais de 1.800 membros de instituições de 24 países, apresenta resultados que marcam uma nova etapa na compreensão das diferenças sutis, mas profundas, entre matéria e antimatéria.

No Big Bang, matéria e antimatéria foram criadas em proporções iguais, de acordo com a teoria mais aceita, ambas em um equilíbrio que não teria permitido a formação do universo conhecido, explicou à EFE María Vieites, vice-coordenadora de física do LHCb.

O Modelo Padrão da Física de Partículas prevê que existam algumas diferenças entre matéria e antimatéria, "sem as quais não poderíamos explicar por que estamos aqui". Uma certa assimetria é muito pequena e "insuficiente para explicar o grande domínio da matéria".

A assimetria observada atualmente nos bárions é um exemplo de um efeito conhecido como violação da simetria de paridade de carga (CP). Isso se refere ao fato de que os fenômenos ocorrem igualmente se as partículas forem convertidas em suas antipartículas correspondentes. Acredita-se que o desequilíbrio entre as quantidades de matéria e antimatéria seja devido a diferenças no comportamento das duas, ou seja, uma violação da simetria de paridade de carga.

Esse efeito já havia sido previsto pelo Modelo Padrão e na década de 1960 foi observado em mésons , um tipo de partícula subatômica, que é composta por um quark e um antiquark.

Entretanto, em bárions, que são compostos de três quarks, apenas indícios desse fenômeno foram observados, mas sem verificação experimental, até agora.

Esta descoberta abre novos caminhos para explicar o arranjo das partículas elementares que compõem a matéria no Modelo Padrão da Física de Partículas e para entender por que a matéria aparentemente prevaleceu sobre a antimatéria após o Big Bang.

Embora essa violação da simetria do CP fosse esperada e não resolva por si só o desequilíbrio matéria-antimatéria, descobrir experimentalmente seus detalhes oferece pistas importantes, abrindo oportunidades para novos estudos teóricos e experimentais sobre sua natureza, dizem os pesquisadores.

Esses resultados podem abrir caminho para a busca por uma física além do Modelo Padrão, que até agora oferece a estrutura mais completa para explicar o universo como o conhecemos e seus componentes básicos .

É "uma teoria muito eficiente, mas sabemos que é incompleta", por exemplo no caso da matéria e da antimatéria, disse Vieites, autor do estudo e pesquisador do Instituto Galego de Física de Altas Energias da Universidade de Santiago de Compostela.

O trabalho também é importante para a comunidade científica devido à sua capacidade de medir e analisar dados. A diferença entre matéria e antimatéria nos bárions é "tão pequena que precisa ser medida com grande precisão; esse é o cerne da questão, ser capaz de realizar uma análise tão precisa ".

A pesquisa foi conduzida usando milhões de pontos de dados coletados entre 2011 e 2018, dos quais cerca de 80.000 foram finalmente selecionados, disse Vieites, acrescentando que o LHCb, o experimento usado para este estudo, é uma máquina medindo 20 metros de comprimento, 6 metros de altura e 8 metros de largura, o equivalente ao volume de um prédio de dois andares.