La antimateria
frutas han sido transformadas con un artificio de la magia que, evidentemente, es imperfecto.
Para el caso de un sistema físico compuesto por partículas y antipartículas uno pensaba, antes de 1964, que también había una simetría, es decir, que un nuevo sistema en el que las partículas fueron cambiadas por antipartículas —y, además, se invirtieron la izquierda por derecha, el arriba por el abajo, y el adelante por el atrás, para asegurar que las condiciones fueran las mismas— se comportaría igual que antes de ser transformado. Pero no fue así. Como con las manzanas modificadas en peras, algo cambia y la equivalencia no es válida. Más aún, debido a esa pequeña desigualdad, un día el mundo estará lleno de perales y los árboles de manzanas dejarán de existir. De la misma manera y debido a este efecto diminuto, el Universo acabó siendo de materia y la antimateria desapareció con el pasar del tiempo.
La violación a la simetría CP fue descubierta en 1964. El hallazgo fue reconocido con el Premio Nobel de Física en 1980 a J. Cronin y V. L. Fitch. En 2008 se dio un segundo Nobel relacionado también con esta sutil medición a los físicos Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa. Ahora el experimento LHCb acaba de advertir el efecto en una clase distinta de partícula subatómica en donde se había estado buscando por mucho tiempo.
Esa pequeña divergencia entre la imagen especular del Universo hecho de las antipartículas y el nuestro es fundamental. Si bien es cierto que la materia y la antimateria son contrapuestas, podrían ser exactamente equivalentes en sus respectivos mundo y antimundo pero curiosamente no lo son. Esa simetría se rompe en la naturaleza.
La manera en que el experimento LHCb pudo ver esta pequeña disimilitud fue estudiando la forma en que se desintegra una partícula llamada D —que contiene un quark “encanto” y un antiquark “arriba”— y la correspondiente antipartícula: –
D —que contiene los inversos de antimateria, es decir, un antiquark “encanto” y un quark “arriba”—. Decimos que la partícula D es materia
– con encanto y D es su antipartícula.
El experimento LHCb ha visto decenas de millones de estos mesones
–
D y D que se producen en las colisiones de protones contra protones, y ha contado el número de veces en que éstas decaen en un par de partículas llamadas piones. Ha contado también cuántas veces el decaimiento produce partículas llamadas kaones. Si la materia y la antimateria fueran exactamente iguales, uno vería que ambos —la partícula D y la antipartícula
– D — se desintegrarían de la misma manera en ambos productos. Sin embargo, hay una disparidad de una décima de por ciento en la que una decae más veces en esos canales y eso significa que la materia no es intercambiable por la antimateria.
Es la cuarta ocasión en que se puede ver esta pequeña desigualdad. Antes se observó en partículas con el
_ quark “extraño” y en dos ocasiones con quarks “belleza”. Lo paradójico de tan pequeño efecto es que muy probablemente sea el responsable de que el Universo se desarrollara como un mundo hecho de materia.