Hoje, 2 de agosto de 2004, físicos de partículas do Reino Unido e de todo o mundo trabalhando no experimento BABAR no Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), nos EUA, anunciaram novos resultados emocionantes, demonstrando uma diferença dramática no comportamento da matéria e da antimatéria. A descoberta deles pode ajudar a explicar por que o Universo em que vivemos é dominado pela matéria, em vez de conter partes iguais de matéria e antimatéria.
O acelerador PEP-II do SLAC colide elétrons e seus equivalentes de antimatéria, positrons, para produzir uma abundância de pares exóticos de partículas pesadas e antipartículas, conhecidos como mésons B e anti-B. Essas formas raras de matéria e antimatéria têm vida curta, decaindo por sua vez para outras partículas subatômicas mais leves, como caos e pions, que podem ser vistas no experimento BABAR.
“Se não houvesse diferença entre matéria e antimatéria, o meson B e o meson anti-B exibiam exatamente o mesmo padrão de decaimento. No entanto, nossa nova medição mostra um exemplo de uma grande diferença nas taxas de decaimento. ” disse Marcello Giorgi, do SLAC, Universidade de Pisa e INFN, porta-voz do BABAR.
Examinando as decadências de mais de 200 milhões de pares de mésons B e anti-B, os pesquisadores descobriram uma assimetria impressionante de matéria-antimatéria. “Encontramos 910 exemplos do méson B decaindo para um caão e um pioneiro, mas apenas 696 exemplos para o anti-B”, explicou Giorgi. “A nova medição é resultado do excelente desempenho do acelerador PEP-II do SLAC e da eficiência do detector BABAR. O acelerador agora está operando três vezes mais que o desempenho do projeto e o BABAR é capaz de registrar cerca de 98% das colisões. ”
Enquanto o BABAR e outras experiências observaram assimetrias matéria-antimatéria antes, esta é a primeira vez que uma diferença foi encontrada pela simples contagem do número de decaimentos dos mésons B e anti-B no mesmo estado final. Esse efeito é conhecido como violação direta do CP e 13%; um efeito semelhante ocorre para decaimentos de Kaons e antiKaons, mas apenas no nível de 4 partes em um milhão!
“Este é um sinal forte e convincente de violação direta da PC nas decaimento B, um tipo de assimetria matéria-antimatéria que se esperava que existisse, mas que nunca havia sido observado antes. Com essa descoberta, o padrão completo de assimetrias entre matéria e antimatéria está se unindo em uma imagem coerente. Estou muito animado e satisfeito porque um dos meus alunos de pós-graduação, Carlos Chavez, atualmente no SLAC, esteve diretamente envolvido. ” disse Christos Touramanis, da Universidade de Liverpool.
Dan Bowerman, membro da equipe BABAR do Imperial College, acrescenta: “Quando o universo começou com o big bang, matéria e antimatéria foram criadas em quantidades iguais. No entanto, todas as observações indicam que vivemos em um universo feito apenas de matéria. Então temos que perguntar, o que aconteceu com a antimatéria? O trabalho na BABAR está nos aproximando de responder a essa pergunta. ”
Diferenças sutis entre o comportamento da matéria e a antimatéria devem ser responsáveis pelo desequilíbrio matéria-antimatéria que se desenvolveu em nosso universo. Mas nosso conhecimento atual dessas diferenças é incompleto e insuficiente para explicar a dominação da matéria observada. A violação da PC é uma das três condições descritas pelo físico russo Andrei Sakharov para explicar o desequilíbrio observado entre matéria e antimatéria no universo.
O professor Ian Halliday, diretor executivo do Conselho de Pesquisa em Física e Astronomia de Partículas, que financia a participação do Reino Unido no BABAR, disse: "Ainda não entendemos completamente como evoluiu o assunto que domina o Universo em que vivemos. Entretanto, esse novo resultado e as recentes medições relacionadas no BABAR e em outros experimentos ao redor do mundo avançaram bastante em nosso entendimento nessa área. Ainda há muito a descobrir e aprender sobre esta questão fundamental. ”
Fonte original: Comunicado de imprensa do PPARC
