Вчені виявили унікальну асиметрію матерії та антиматерії

Вчені з Європейської організації ядерних досліджень (CERN) здійснили епохальне відкриття у сфері фундаментальної фізики, яке може докорінно змінити наше розуміння походження всесвіту. Дослідження, проведене на Великому адронному колайдері (LHC), вперше продемонструвало унікальну асиметрію між матерією та антиматерією на рівні баріонів.

Ключова особливість цього відкриття полягає в реєстрації так званого CP-порушення — явища, коли частинки та їхні антиподи поводяться по-різному. До цього моменту подібні відмінності спостерігалися лише в мезонах, але не в баріонах, які складають левову частку видимої матерії у всесвіті.

Дослідницька група, очолювана Вінченцо Вагноні, проаналізувала понад 80 000 розпадів beauty-lambda баріонів та їхніх антиподів. Вони виявили статистично значущу різницю у швидкості розпаду — близько 2,45% з похибкою 0,47%. Цей результат перевищує п'ятисигмовий поріг, який у фізичній спільноті вважається стандартом для наукового відкриття.

Механізм CP-порушення має фундаментальне значення для розуміння еволюції всесвіту. Теорія Великого вибуху передбачає, що на ранніх етапах існування космосу матерія та антиматерія мали б повністю знищити одна одну. Проте якісь невідомі процеси дозволили матерії вижити та сформувати сучасний всесвіт.

Стандартна модель фізики елементарних часток досі не могла повною мірою пояснити цей феномен. Відкриття на LHC відкриває нові горизонти для розуміння фундаментальних законів природи та може слугувати ключем до пошуку фізики за межами існуючих теоретичних моделей.

Дослідники планують продовжити вивчення CP-порушення під час наступних сеансів роботи колайдера у 2030 році. Вони сподіваються накопичити більше даних та перевірити гіпотези про природу асиметрії матерії та антиматерії.

Важливість цього відкриття важко переоцінити. Воно не лише розширює наукове розуміння структури всесвіту, але й наближає нас до відповіді на одне з найбільших космологічних питань: чому існує матерія та звідки походить наш всесвіт.

Дослідження було представлене 24 березня на конференції Rencontres de Moriond в італійському місті Ла Тюіль. Наукова спільнота з нетерпінням очікує на подальші публікації та детальний аналіз отриманих результатів.