Durante décadas, os cientistas intrigaram-se com um mistério cósmico: por que há mais matéria do que antimatéria no Universo? De acordo com a física, o Big Bang deveria ter criado quantidades iguais de ambos - mas algo alertou o equilíbrio. Um suspeito chave neste mistério é uma diferença subtil na forma como a matéria e a antimatéria se comportam, conhecida como violação do CP.
CP significa conjugação de carga (C) e paridade (P)—dois tipos de simetria. Em termos simples, C vira uma partícula em sua antipartícula, enquanto P é como segurar o universo até um espelho e virar da esquerda para a direita. Se as leis da física fossem perfeitamente simétricas, matéria e antimatéria deveriam se comportar da mesma forma sob transformações CP. Mas eles não.
Os cientistas viram essa assimetria em mésons (partículas feitas de um quark e um antiquark), mas até agora nunca tinham apanhado isso acontecendo em bárions - partículas como prótons e nêutrons que compõem a matéria ao nosso redor.
Agora, usando dados do experimento LHCb no CERN, os pesquisadores fizeram um avanço: eles observaram a violação do CP na decadência de um barion de beleza (um primo pesado do próton contendo um quark bottom ou "beauty"). Estudando como ele se decai em partículas mais leves - e comparando-as com como sua contraparte de antimatéria decai - eles encontraram uma diferença clara.
Esta é a primeira observação confirmada de violação do CP em bárions. É uma grande coisa. Não só confirma uma grande previsão do Modelo Padrão da física de partículas, mas também abre a porta para novas físicas - forças ou partículas além do que sabemos atualmente - que podem ajudar a explicar porque é que o nosso universo não se aniquilou em luz pura.
A descoberta adiciona um novo capítulo à história do porquê do universo existir - e sugere que as próximas pistas podem estar escondidas no comportamento das partículas que nos compõem.
Crédito de imagem: Colaboração LHCb
Fig. 1: Ilustração de
produção em uma colisão pp e decadência no estado final pK −π+ π−.
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