פעם חלקיק של חומר, תמיד חלקיק של חומר. או שלא. הודות למוזרות של פיזיקת הקוונטים, ארבעה חלקיקים ידועים המורכבים משני קווארקים שונים - כמו המזון D הניטרלי מבחינה חשמלית המורכב מקווארק קסם ואנטי-קווארק למעלה - יכולים להתנודד באופן ספונטני אל השותפים האנטי-חומר שלהם ולהיפך.
בסמינר שהתקיים ב-26 במרץ ב-CERN, שיתוף הפעולה של LHCb במאיץ ההדרונים הגדול (LHC) הציג את תוצאות החיפוש האחרון שלו אחר אסימטריה של חומר-אנטי-חומר בתנודה של המזון D הנייטרלי, שאם יימצא, יוכל לעזור לשפוך אור על החומר המסתורי - חוסר איזון אנטי-חומר ביקום.
הכוח החלש של המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים משרה אסימטריה בין חומר ואנטי-חומר, המכונה הפרת CP, בחלקיקים המכילים קווארקים. עם זאת, מקורות אלה של הפרת CP קשים למחקר ואינם מספיקים כדי להסביר את חוסר האיזון בין החומר לחומר ביקום, מה שמוביל את הפיזיקאים לחפש מקורות חדשים ולחקור את הידועים יותר טוב מאי פעם.
במאמץ האחרון שלהם, חוקרי LHCb הפשילו שרוולים כדי למדוד בדיוק חסר תקדים סט פרמטרים שקובעים את תנודת החומר-אנטי-חומר של המזון D הנייטרלי ומאפשרים את החיפוש אחר הפרת ה-CP שעד כה לא נצפתה אך חזויה בתנודה.
שיתוף הפעולה מדד בעבר את אותה קבוצה של פרמטרים, המקושרים להתפרקות ה-D meson הנייטרלי לקאאון טעון חיובי ולפיון בעל מטען שלילי, תוך שימוש במערך הנתונים המלא שלו מהפעלה 1 של ה-LHC ומערך נתונים חלקי מ- רץ 2.
הפעם, הצוות ניתח את מערך הנתונים המלא של Run-2, ועל ידי שילוב התוצאה עם זו של הניתוח הקודם שלו, למעט מערך הנתונים החלקי של Run-2, הוא השיג את המדידות המדויקות ביותר של הפרמטרים עד כה - הכולל אי הוודאות במדידה קטנה פי 1.6 מאי הוודאות הקטנה ביותר שהושגה קודם לכן על ידי LHCb.
התוצאות עולות בקנה אחד עם מחקרים קודמים, המאששות את תנודת החומר-אנטי-חומר של המזון D הנייטרלי ולא מראות שום עדות להפרת CP בתנודה. הממצאים דורשים ניתוחים עתידיים של דעיכה זו ואחרת של meson D ניטרלי תוך שימוש בנתונים מהריצה השלישית של ה-LHC והשדרוג המתוכנן שלו, High-Luminosity LHC.
ריקבון D meson נייטרלי אחרים שיש בהם עניין כוללים את ההתפרקות לזוג של שני קאונים או שני פיונים, שבהם חוקרי LHCb צפו בהפרת CP בחלקיקים המכילים קווארקי קסם בפעם הראשונה, ואת ההתפרקות לקאאון ניטרלי וזוג פיונים, באמצעותו מדד LHCb את מהירות תנודת החומר-אנטי-חומר של החלקיק. אין להשאיר שום שדרה בלתי נחקרה בחיפוש אחר רמזים לחומר-חוסר איזון אנטי-חומר ביקום ותעלומות קוסמיות אחרות.