Una vez partícula de materia, siempre será partícula de materia. O no. Gracias a una peculiaridad de la física cuántica, cuatro partículas conocidas formadas por dos quarks diferentes (como el mesón D eléctricamente neutro compuesto por un quark charm y un antiquark up) pueden oscilar espontáneamente en sus compañeros de antimateria y viceversa.
En un seminario celebrado el 26 de marzo en el CERN, la colaboración LHCb en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) presentó los resultados de su última búsqueda de asimetría materia-antimateria en la oscilación del mesón D neutro, que, si se encuentra, podría ayudar a arrojar luz sobre el misterioso desequilibrio materia-antimateria en el universo.
La fuerza débil del modelo estándar de física de partículas induce una asimetría entre materia y antimateria, conocida como violación CP, en partículas que contienen quarks. Sin embargo, estas fuentes de violación de la CP son difíciles de estudiar y son insuficientes para explicar el desequilibrio materia-antimateria en el universo, lo que lleva a los físicos a buscar nuevas fuentes y a estudiar las conocidas mejor que nunca.
En su último esfuerzo, los investigadores del LHCb se han arremangado para medir con una precisión sin precedentes un conjunto de parámetros que determinan la oscilación materia-antimateria del mesón D neutro y permiten la búsqueda de la violación CP en la oscilación, hasta ahora no observada pero predicha.
La colaboración había medido previamente el mismo conjunto de parámetros, que están relacionados con la desintegración del mesón D neutro en un kaón con carga positiva y un pión con carga negativa, utilizando su conjunto de datos completo del experimento 1 del LHC y un conjunto de datos parcial de Ejecutar 2.
Esta vez, el equipo analizó el conjunto de datos completo del Run-2 y, al combinar el resultado con el de su análisis anterior, excluyendo el conjunto de datos parcial del Run-2, obtuvo las mediciones más precisas de los parámetros hasta la fecha: el total. La incertidumbre de medición es 1.6 veces menor que la incertidumbre más pequeña alcanzada anteriormente por el LHCb.
Los resultados son consistentes con estudios previos, confirman la oscilación materia-antimateria del mesón D neutro y no muestran evidencia de violación de CP en la oscilación. Los hallazgos exigen análisis futuros de esta y otras desintegraciones del mesón D neutro utilizando datos de la tercera ejecución del LHC y su actualización planificada, el LHC de alta luminosidad.
Otras desintegraciones de interés del mesón D neutro incluyen la desintegración en un par de dos kaones o dos piones, en la que los investigadores del LHCb observaron por primera vez una violación de CP en partículas que contienen quarks charm, y la desintegración en un kaón neutro y un par de piones. con el que el LHCb registró la velocidad de la oscilación materia-antimateria de la partícula. No se debe dejar ningún camino sin explorar en la búsqueda de pistas sobre el desequilibrio materia-antimateria en el universo y otros misterios cósmicos.