Una sorprendente anomalia tra materia e antimateria è stata individuata per la prima volta in una particolare classe di particelle subatomiche chiamate barioni, segnando un risultato senza precedenti nella fisica moderna. Questo fenomeno, noto come violazione carica-parità, o violazione CP, infrange la simmetria tra particelle e antiparticelle che dovrebbe teoricamente essere perfetta, avvicinando i fisici alla comprensione di uno dei più grandi misteri dell’universo: perché tutto ciò che ci circonda è fatto di materia e non di antimateria.
I risultati provengono dall’esperimento LHCb condotto presso il Large Hadron Collider del CERN, situato vicino a Ginevra, dove i ricercatori hanno studiato particelle chiamate barioni lambda-b, formate da tre quark: up, down e bottom. Analizzando il decadimento di queste particelle, gli scienziati hanno osservato che il processo attraverso cui un barione lambda-b si trasforma in un protone, un kaone e due pioni non è identico a quello della sua corrispondente antiparticella. Questa differenza nel tasso di decadimento costituisce una prova concreta di violazione CP nei barioni, mai confermata prima.
L’importanza del risultato risiede nel fatto che ha superato la soglia statistica dei cinque sigma, che nella fisica delle particelle rappresenta il limite oltre il quale si può parlare di scoperta scientifica. Fino a oggi, questo tipo di violazione era stato osservato soltanto nei mesoni, particelle che includono un quark e un antiquark. Il fatto che ora sia stata individuata nei barioni, che compongono la materia ordinaria come protoni e neutroni, apre una nuova prospettiva nella comprensione delle interazioni fondamentali.
I dati, che rafforzano precedenti sospetti di violazione CP nei barioni, sono stati presentati il 21 Marzo attraverso un preprint su arXiv.org e successivamente discussi durante la conferenza Rencontres de Moriond, tenutasi il 25 Marzo a La Thuile, in Valle d’Aosta.
La scoperta ha importanti implicazioni cosmologiche. Secondo il modello del Big Bang, materia e antimateria furono create in quantità identiche, ma oggi l’universo è quasi completamente dominato dalla materia. Si ritiene che una lieve asimmetria, introdotta proprio dalla violazione CP, possa aver dato alla materia il vantaggio necessario per prevalere. Tuttavia, le violazioni CP finora conosciute non sono sufficienti a spiegare lo squilibrio. Anche se lo studio attuale non offre ancora una risposta definitiva, rappresenta un progresso fondamentale nella ricerca sull’origine della materia e potrebbe contribuire allo sviluppo di nuove teorie oltre il Modello Standard della fisica.
