Dlaczego istnieje Wszechświat? Wielki Zderzacz Hadronów ma odpowiedź

Według badaczy, Wielki Wybuch powinien wytworzyć równe ilości materii i antymaterii, które wzajemnie się anihilują. To prowadzi do fundamentalnego pytania o przyczynę istnienia materii, skoro teoretycznie wszystko powinno zniknąć w kosmicznej nicości.

W marcu 2025 r. CERN opublikował artykuł zatytułowany "Nowy element w układance materia-antymateria", w którym przedstawiono wyniki niecodziennego eksperymentu. Analiza danych z Wielkiego Zderzacza Hadronów wykazała, że bariony — cząstki takie jak protony i neutrony — podlegają lustrzanej asymetrii w podstawowych prawach natury. To sprawia, że materia i antymateria zachowują się w odmienny sposób.

Nowe spojrzenie na asymetrię materii i antymaterii

Naukowcy sugerują, że zaobserwowana asymetria wynika z naruszenia symetrii "ładunek-parzystość" (CP). Jak wyjaśnia CERN, cząstki i ich antymaterialne odpowiedniki mają identyczną masę, ale przeciwne ładunki. Jednak podczas przemian lub rozpadu, na przykład w trakcie rozpadu radioaktywnego, dochodzi do złamania tej symetrii. Efektem tego jest różnica w tempie, z jakim cząstki i antycząstki rozpadają się na lżejsze elementy.

Dotychczas naukowcy obserwowali to naruszenie w mezonach, lecz nie w barionach. Dzięki eksperymentom w WZH udało się wytworzyć większe ilości barionów i ich antycząstek, co pozwoliło na dokładniejsze badania ich rozpadu. Wyniki wskazują, że rozpadające się bariony produkują nieco więcej materii niż antymaterii, co może tłumaczyć przewagę materii we wszechświecie.

Wyniki eksperymentu LHCb zostały szczegółowo opisane w artykule opublikowanym w marcu, a w środę ten sam tekst ukazał się w prestiżowym czasopiśmie "Nature". Oznacza to, że praca przeszła rygorystyczny proces weryfikacji i została uznana za solidną przez międzynarodowe środowisko naukowe.

Jak zauważają autorzy publikacji, odkryta asymetria materii i antymaterii jest jednak znacznie mniejsza niż sugerują to obserwacje astronomiczne. Stanowi to poważne wyzwanie dla Modelu Standardowego i wskazuje na istnienie dodatkowych źródeł naruszenia zakładanych dotychczas zasad, które pozostają do odkrycia. Zdaniem naukowców, odnalezienie tych źródeł może otworzyć nowe możliwości badania fizyki wykraczającej poza obecnie znane teorie.