Nos principios do universo, suponse que o big bang creou cantidades iguais de materia e antimateria. Porén, o universo de hoxe en día está maioritariamente composto de materia. Así que… Que pasou coa antimateria?
O Large Hadron Collider (LHC) da European Organization for Nuclear Research (CERN) dedícase a investigar este tipo de misterios cosmolóxicos, que poderían explicarse mediante a existencia de partículas máis alá das que xa coñecemos. A investigadora da Universidade da Coruña (UDC), Veronika Chobanova colidera xunto con Peilian Li, do CERN, e Sevda Esen, da Universidade de Zurich, un equipo internacional de 25 científicos de 10 institucións distintas especializados nas procuras de precisión. Concretamente analizan os datos do experimento LHCb dispoñibles para a medida dunha fase chamada φs que poderían detectar novos campos cuánticos e axudar a resolver o misterio da desaparición da antimateria.
O LHC acelera protóns e provoca colisións entre eles, o que permite aos físicos analizar os resultados. En aceleradores como o LHC, hai dous métodos de procura a ter en conta. Primeiro, producir partículas en choques de protóns que nunca se detectaron ata entón. Así, por exemplo, descubriuse o bosón de Higgs. Segundo, detectar novos campos cuánticos mediante medidas de precisión.
As violacións de simetría CP
As procuras de precisión son a especialidade do experimento LHCb, no que traballa a investigadora InTalent da UDC e Inditex Veronika Chobanova, e que foi concibido principalmente para entender as diferenzas entre o comportamento da materia e da antimateria. Estas diferenzas coñécense en física como “violación da simetría CP”, e son unha condición necesaria para explicar por que o mundo en que vivimos está feito principalmente de materia e non de antimateria.
A violación da simetría CP deixou unha pegada profunda na comunidade científica e foi recoñecida con dous premios Nobel de Física, en 1980 e en 2008.
Usando as mostras do segundo período de toma de datos entre 2015 e 2018, o experimento LHCb leva as medidas de violación CP a un novo nivel da precisión con dous resultados novos. Os parámetros determinan a cantidade de violación de CP en desintegracións de mesóns B. Un deles é o mesmo parámetro medido polos experimentos de BaBar e Belle en 2001 e que resultou no premio Nobel, mentres o segundo, chamado φs, mediuse por primeira vez en Fermilab cunha precisión limitada.
“As dúas medidas son as máis precisas ata o de agora, mellorando o noso coñecemento nestes parámetros ata un 35%”, asegura Veronika Chobanova, que antes de vir á UDC traballaba en medidas de violación CP do experimento Belle. Os resultados concordan excepcionalmente ben coa predición do Modelo Estándar, a teoría de física que describe as interaccións entre as partículas fundamentais coñecidas. Así que de momento, seguimos sen maneira de explicar a asimetría entre materia e antimateria con partículas máis aló do Modelo Estándar.
“As dúas medidas son as máis precisas ata o de agora, mellorando o noso coñecemento nestes parámetros ata un 35%”
VEONIKA CHOBANOVA
Con todo, dado o impacto da precisión, estes resultados foron destacados pola colaboración LHCb na súa web, na páxina do CERN e publicarase en breve na revista bimensual CERN Courier, onde destacan os resultados de maior impacto do laboratorio.
A contribución galega neste proxecto implica tamén a Ramón Ruiz, estudante de doutoramento do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) codirixido por Veronika Chobanova, quen presentou por primeira vez o resultado de φs nun congreso especializado en Lyon. Así mesmo, tamén aos doutores Diego Martínez Santos (IGFAE) e Miriam Lucio (Maastricht), e outro estudante que vén de conseguir recentemente o título de doutor, dirixido por Veronika Chobanova e Diego Martínez, Marcos Romero (IGFAE).
“A través de medidas máis precisas, realizáronse grandes melloras no noso coñecemento. Estes son parámetros clave que axudan na nosa procura de efectos descoñecidos máis aló da nosa teoría actual”, explica o voceiro de LHCb, Chris Parkes. LHCb acaba de instalar unha serie de melloras, e os datos futuros, avanzarán aínda máis o coñecemento destes parámetros de asimetría entre materia e antimateria.
“Facer estas medidas co volume e complexidade dos datos do LHC será un reto tecnolóxico xamais visto que require novas solucións no ámbito do procesamento de datos e das redes neuronais”, engade Veronika Chobanova. “E a UDC está moi ben posicionada nestas áreas.” Tal vez as futuras medidas apunten a novos fenómenos físicos que poderían revelar un dos segredos mellor gardados do universo.
