Científicos internacionales en colaboración con el Laboratorio de aceleración de partículas CERN, publicaron su primera observación y confirmación de que existe una preferencia de la materia sobre la antimateria al experimentar con una partícula subatómica conocida como mesones Bs.



Esta asimetría entre materia y antimateria se observó luego de descomponer los mesones B 0 s. Esta sería la cuarta partícula subatómica conocida por presentar este tipo de comportamiento, según el informe de CERN el 24 de abril, sobre el estudio publicado luego en la revista Physical Review Letters.

La comunidad científica cree que la materia y la antimateria existió en cantidades iguales en el comienzo del universo, después del fenómeno conocido como Big Bang, sin embargo, “hoy en día el universo parece estar compuesto esencialmente de la materia”, dice CERN. Cientos de investigadores de todo el mundo buscan explicar por qué sucede esto.

El experimento arrojó diferencias que son sutiles entre la materia y antimateria, un fenómeno de asimetría conocido en la física como “violación CP”, aún así es un gran logro para comenzar a explicar esta tendencia del Universo.

"Este es un excelente resultado, de acuerdo con el modelo estándar [de la física de partículas], por lo que no es inesperado", dijo el profesor Chris Parkes, de la Universidad de la Escuela de Física y Astronomía y portavoz de los grupos universitarios españoles que trabajaron en el experimento.

El experimento se realizó en el colisionador de partículas subatómicas LHCb, (Large Hadron Collider beauty), que se especializa justamente en investigar las pequeñas diferencias entre la materia y la antimateria, usando los quark beauty o quark b.

"Pensamos que deberíamos ser capaces de hacer esta observación en el LHCb con base en los resultados anteriores. Hemos sido capaces de confirmar el descubrimiento pronto, debido a la sensibilidad de nuestros detectores, la calidad y cantidad de los datos y la precisión de nuestro análisis", dijo Parkes.

La primera observación de la violación CP se hizo en 1964, lo que condujo al premio Nobel 1980, destaca la Universidad de Manchester. Un descubrimiento posterior confirmó la descripción teórica del fenómeno y llevó al premio Nobel de 2008.

Ahora el LHCb está observando la violación CP en los mesones B s, los cuales son estados combinados con base de partículas beauty, quarks extraños, y antiquarks.

En el experimento, explica Parkes, “se miraron dos variantes de un decaimiento de la "imagen en espejo" de las partículas B s, donde todas las partículas son reemplazadas por sus antipartículas y mesones. Las pequeñas diferencias en las tasas en las que estos dos modos de decaimiento sucedieron, demostraron una diferencia de comportamiento entre la materia y la antimateria”.

Los resultados se basaron en el análisis de los datos recogidos por el experimento realizado en 2011.


Todos estos fenómenos de violación de CP pueden explicarse en el modelo estándar, a pesar de que hay algunas “discrepancias interesantes que exigen estudios más detallados”, dice el informe de CERN.

"Los efectos totales inducidos por la violación CP son demasiado pequeños para explicar el Universo dominado por la materia", destacó Pierluigi Campana, portavoz de la colaboración LHCb, según el informe de CERN.

"Sin embargo, al estudiar estos efectos de violación CP, estamos buscamos las piezas que faltan del rompecabezas, que proporcionarán las pruebas más exigentes de la teoría del Modelo Estándar", agregó Campana.

El científico explica que cuando se observó este fenómeno en 1960, se hizo en el Laboratorio de Brookhaven en los EE.UU. en partículas neutras llamadas kaones.

El siguiente experimento fue 40 años más tarde, en Japón y EE.UU. donde se encontraron comportamientos similares en las partículas subatómicas mesones B 0. Más recientemente, los experimentos llamados ‘fábricas B’ y el experimento actual de LHCb en CERN descubren que el mesón B + también demuestra violación CP.

Pierluigi Campana, explica que los experimentos en otros lugares no han estado en una posición como para acumular un número suficientemente grande de decaimientos de las partículas, lo que hace importante el reciente logro del LHCb.


El detector LHCb 5600-tonelada se compone de un espectrómetro por la parte delantera y detectores en distintos planos. Se trata de 21 metros de largo, 10 metros de altura y 13 metros de ancho, y se encuentra a 100 metros bajo tierra cerca de la aldea de Ferney-Voltaire, Francia.

Cerca de 700 científicos de 52 institutos y universidades de diferentes componían la colaboración LHCb.

El LHCb se comporta diferente que el detector usado en los experimentos ATLAS y CMS, conocidos recientemente por el estudio de los bosones.

En vez de rodear todo el punto de colisión con un detector cerrado que tiene ATLAS y CMS, el experimento LHCb utiliza una serie de subdetectores para observar principalmente partículas hacia adelante, lanzados por la colisión en una dirección. El primer subdetector está montado cerca del punto de colisión, con los demás siguiendo uno detrás del anterior en una longitud de 20 metros.

Una gran cantidad de diferentes tipos de quark se crean por el colisionador LHC antes de que rápidamente las partículas se decaigan en otras formas. Para atrapar a los quarks b, LHCb desarrolló sofisticados detectores de seguimiento, cerca de la trayectoria de los haces circulando en el LHC.