Materia contra antimateria: el Gran Colisionador de Hadrones revela cómo el universo evitó su destrucción

Cuando el universo comenzó con el Big Bang hace 13.800 millones de años, debieron haberse generado en proporciones exactas tanto materia como antimateria. Según las leyes de la física, esto habría provocado una aniquilación total. Sin embargo, el universo no desapareció. Al contrario, evolucionó hasta formar galaxias, estrellas, planetas y vida. Una nueva investigación del Gran Colisionador de Hadrones (GCH), operado por el CERN, ha logrado una revelación que podría explicar esta anomalía fundamental.

Científicos del experimento GCHb, tras analizar datos obtenidos entre 2009 y 2018, hallaron una violación en la simetría CP en partículas llamadas beauty-lambda bariones (Λb). Este hallazgo científico demuestra por primera vez una asimetría materia-antimateria en bariones, y no solo en mesones como se había observado anteriormente.

PUEDES VER: Investigación científica revela que las pirámides de Egipto no fueron mausoleos únicamente para faraones

¿Cómo el universo evitó su destrucción?

De acuerdo con los modelos actuales, el Big Bang debió producir cantidades iguales de materia y antimateria. Cuando ambas se encuentran, se destruyen mutuamente en una explosión de energía. Pero la presencia actual de materia sugiere que existió un pequeño desequilibrio inicial. Esta diferencia mínima permitió que una fracción de materia sobreviviera y diera origen al universo observable.

La clave podría estar en una ruptura de la simetría CP, un principio según el cual las leyes físicas deberían ser las mismas si se invierte la carga y la paridad espacial de una partícula. Sin embargo, ciertas interacciones subatómicas contradicen esta regla. En 1964, se detectó esta violación en mesones K2, pero era insuficiente para justificar la escasez de antimateria en el universo. La nueva observación en bariones abre una vía inédita para explicar el predominio de la materia.

PUEDES VER: Descubren qué fue lo que separó a Sudamérica y África: aún se encuentra bajo el océano Atlántico

¿Qué es la antimateria y cómo se creó?

La antimateria es el complemento de la materia. Cada partícula tiene su antipartícula: el electrón, su positrón; el protón, su antiprotón. Comparten masa, pero poseen cargas opuestas. Cuando se encuentran, se aniquilan generando energía. Si el Big Bang produjo ambas en partes iguales, no debería haber quedado nada. Por eso, entender cómo surgió la antimateria y por qué desapareció es una de las grandes interrogantes del origen del universo.

El hallazgo reciente del GCH permite explorar cómo ciertas partículas subatómicas, como los beauty-lambda bariones, se desintegran de forma diferente a sus equivalentes de antimateria. Esa mínima diferencia puede haber sido suficiente para que la materia prevaleciera.

¿Cómo se realizó el experimento en el Gran Colisionador?

La colaboración GCHb del CERN examinó más de 80.000 decaimientos de partículas Λb y anti-Λb, generadas en colisiones de alta energía dentro del colisionador de hadrones. El objetivo era comprobar si sus procesos de desintegración coincidían, como dictaría la simetría CP. Sin embargo, detectaron una diferencia de 2,45% entre ambas, con una significancia estadística de 5,2 desviaciones estándar. Este resultado descarta el azar y confirma una violación real.

Según Vincenzo Vagnoni, portavoz del experimento GCHb, “fue necesario un acelerador como el GCH para producir una cantidad suficiente de bariones y contar con la precisión técnica necesaria para detectar sus productos de decaimiento”. Este descubrimiento marca la primera vez que se observa una ruptura de la simetría CP en bariones, lo que podría ser decisivo para comprender por qué existe el universo tal como lo conocemos.