Una nuova asimmetria svela il mistero dell’esistenza della materia
L’enigma di perché l’Universo esista ancora, invece di essersi dissolto in pura energia subito dopo il Big Bang, potrebbe aver trovato un nuovo indizio cruciale. Gli scienziati della collaborazione LHCb al CERN hanno rilevato, per la prima volta, una violazione della simmetria CP nei barioni, un evento che potrebbe riscrivere il nostro modo di interpretare l’evoluzione dell’Universo.
Il paradosso iniziale: materia e antimateria in equilibrio
Le leggi della fisica prevedono che il Big Bang abbia prodotto quantità uguali di materia e antimateria, due forme speculari di particelle dotate di carica opposta. Tuttavia, se così fosse stato, le particelle si sarebbero annientate a vicenda, lasciando dietro di sé soltanto radiazione. Eppure, l’Universo è pieno di galassie, stelle, pianeti e vita, il che indica che qualcosa ha interrotto questo equilibrio.
Il ruolo decisivo della simmetria CP
La chiave potrebbe essere una leggera differenza nel comportamento tra particelle e antiparticelle, nota come violazione della simmetria CP (carica-parità). Se l’Universo si comportasse allo stesso modo anche invertendo la carica e lo spazio delle particelle, allora la simmetria sarebbe rispettata. Ma esperimenti passati avevano già osservato deviazioni in particelle chiamate mesoni, sebbene non sufficienti a spiegare la predominanza della materia.
Il passo avanti: asimmetria nei decadimenti dei barioni
Ora, grazie a milioni di collisioni analizzate tra il 2009 e il 2018, gli scienziati hanno individuato una differenza di circa il 2,45% tra i decadimenti di barioni Λb (lambda-beauty) e quelli delle loro antiparticelle. Questo squilibrio ha raggiunto 5,2 deviazioni standard, un valore statisticamente significativo e superiore alla soglia necessaria per convalidare una scoperta fisica.
Perché ci è voluto così tanto
Secondo Vincenzo Vagnoni, portavoce della collaborazione LHCb, il motivo per cui la violazione della simmetria CP nei barioni sia emersa solo ora risiede nella necessità di un’enorme quantità di dati e nella precisione estrema necessaria per distinguere i decadimenti. Solo il Large Hadron Collider, con la sua capacità unica di produrre grandi quantità di barioni beauty, ha reso possibile questa rilevazione.
Nuove frontiere della fisica oltre il Modello Standard
Questa importante scoperta non solo potrebbe spiegare l’asimmetria cosmica tra materia e antimateria, ma apre la strada a una nuova fisica oltre il Modello Standard. Gli scienziati continueranno a cercare nuove particelle e forze sconosciute che possano confermare questa teoria, portando forse alla più grande rivoluzione scientifica dalla formulazione della meccanica quantistica.
Il lavoro è stato inviato alla rivista Nature per la revisione, ma è già disponibile in versione preliminare su arXiv, la piattaforma internazionale di ricerca.
