A Colaboração do Espectrômetro de Pequim (BESIII) relatou um novo método para sondar as diferenças entre matéria e antimatéria com extrema sensibilidade. Os resultados foram publicados na Nature em 2 de junho.
Na física de partículas, cada tipo de partícula tem uma antipartícula correspondente. A teoria padrão do Big Bang nos diz que o Universo deveria ter a mesma quantidade de matéria e antimatéria no início. No entanto, todos os dados disponíveis apontam para o fato de que o Universo observável é predominantemente composto de bárions em vez de antibárions, o que intriga a comunidade científica há mais de meio século. Matéria e antimatéria seguem diferentes leis da física?

Hoje em dia, os físicos acreditam que para explicar a origem dinâmica da assimetria bário-antibário, as leis da física devem acomodar processos que violam a conjugação de carga e a simetria de paridade (CP). Em suma, a simetria CP significa que partículas e antipartículas seguem as mesmas leis. Por exemplo, os padrões de decaimento de partículas e antipartículas devem ser os mesmos. Para explicar a assimetria bário-antibário, a simetria CP tem que ser violada em uma quantidade maior do que o previsto pelo até então imensamente bem-sucedido Modelo Padrão da física de partículas.

Pesquisadores da colaboração BESIII exploraram bárions estranhos para esclarecer a violação de CP. Os bárions estranhos consistem em três quarks, assim como os prótons, mas contêm um ou mais quarks estranhos mais pesados ​​e instáveis. Observando o decaimento do quark estranho, a orientação do spin do bárion pode ser determinada.

No BESIII, sistemas de pares bário-antibário duplo-estranhos são criados em aniquilações de elétrons com pósitrons. Os novos resultados mostram que os pares bário-antibário que são produzidos têm uma direção preferencial.

Além disso, a direção do spin do bárion e do antibárion está correlacionada, devido ao emaranhamento quântico. O estudo das distribuições angulares dos produtos de decaimento de tais sistemas permite separar a contribuição dos processos de violação de CP que são descritos pelo valor diferente de zero da chamada fase fraca. Esta fase nunca havia sido medida diretamente até este resultado pelo BESIII conforme descrito na Natureza artigo.

Embora nenhum sinal de violação de CP tenha sido observado na amostra de dados analisada, este método experimental pode ser aplicado a conjuntos de dados maiores coletados no BESIII ou em instalações futuras. Os pesquisadores esperavam observar um sinal de violação de CP de um tamanho que confirmasse ou descartasse as previsões do Modelo Padrão.

O experimento BESIII é hospedado pelo Instituto de Física de Altas Energias da Academia Chinesa de Ciências localizado em Pequim, China e foi iniciado em 2009. BESIII é uma colaboração internacional composta por aproximadamente 500 físicos de 17 países diferentes da Ásia, Europa e Américas . + Explorar mais

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