W tym okresie doszło do około 80 000 rozpadów zderzających się ze sobą cząstek. Efekt zorganizowanych ekspertyz? Historyczna obserwacja asymetrii w zachowaniu barionów, czyli silnie oddziałujących fermionów odpowiedzialnych za tworzenie pięciu kwarków. Krótko mówiąc: bariony odgrywają kluczową rolę w istnieniu otaczającej nas materii.
Czytaj też: Świetlista kula uwieczniona na nagraniu. Obserwacja z Kanady rozpaliła internet
Z punktu widzenia asymetrii we wszechświecie kluczowe jest natomiast pytanie, dlaczego materii jest więcej niż antymaterii. W praktyce oznacza to sytuację, w której prawa fizyki odmiennie traktują materię i jej antymaterię, co wynika z naruszenia połączonej symetrii sprzężenia ładunku i parzystości.
Do tej pory taka detekcja miała miejsce w przypadku mezonów, ale pozostawała poza zasięgiem, gdy w grę wchodziły obserwacje poświęcone barionom. To bardzo ważne dokonanie, które mogłoby w przyszłości doprowadzić do zrozumienia, jakim sposobem wszechświat przetrwał, nie doświadczając całkowitej, wzajemnej anihilacji materii i antymaterii.
Eksperyment oparty na danych zebranych w toku kolizji cząstek w Wielkim Zderzaczu Hadronów posłużył fizykom do zbadania asymetrii między materią i antymaterią
Tej początkowo – po Wielkim Wybuchu – powinno być tyle samo. Problem w tym, że materia i antymateria wzajemnie się unicestwiają, ale coś sprawiło, że materia zyskała przewagę. W takich okolicznościach wszechświat składałby się jedynie z energii i brakowałoby w nim materii. Złamanie symetrii, o którym mowa, wydaje się kluczowym momentem, dzięki któremu materia przetrwała.
Analizując informacje odnoszące się do rozpadów około 80 000 cząstek zarejestrowanych na przestrzeni siedmiu lat, członkowie zespołu badawczego zwrócili szczególną uwagę na barion zwany lambdą – a także jego odpowiednik w antymaterii. Jak dodają, to, że wspomnianą asymetrię zaobserwowano w mezonach znacznie wcześniej, wynikało ze skali tego zjawiska oraz dostępności danych.
Czytaj też: Istnieje tylko po to, by się kopiować. Ten gatunek zaprzecza wszystkiemu, co wiemy z lekcji biologii
Dopiero dostarczenie ich w ogromnych ilościach sprawiło, że fizycy zyskali możliwość dostrzeżenia asymetrii na linii materia–antymateria odnoszącej się do bozonów. Względna różnica zaobserwowana w toku eksperymentów wyniosła około 2,5%, co w praktyce oznacza, że barion lambda oraz jego antycząstka doświadczają rozpadu w nieco inny sposób. To kluczowe spostrzeżenie w kontekście łamania symetrii.
Co istotne, mówimy o bardzo wysokiej pewności dotyczącej dokładności pomiaru. Ryzyko pomyłki, które oznaczałoby, iż mówimy o losowej fluktuacji, a nie rzeczywistym zjawisku, wynosi około jeden do dziesięciu milionów. I choć mówimy o niewątpliwym sukcesie badaczy, to nie zmienia to podstawowego faktu: nie wystarczy to do udzielenia odpowiedzi na pytanie o nierównowagę między rozkładem materii i antymaterii we wszechświecie. Dlaczego? Bo zidentyfikowany stopień asymetrii jest wciąż relatywnie niski i przełom nastąpiłby dopiero przy wyższym jego poziomie.