На Большом адронном коллайдере (LHC) учёные впервые зафиксировали необычную асимметрию в поведении барионов — элементарных частиц, формирующих основную массу видимого космоса.
Ключевой прорыв в понимании фундаментальных законов природы помогает приблизиться к разгадке одной из главных тайн современной физики — преобладанию материи над антиматерией во Вселенной.
Физический феномен, известный как нарушение CP-инвариантности (симметрии заряда и чётности), демонстрирует различное отношение законов физики к материи и антиматерии. Согласно Стандартной модели — основополагающей теории микромира — материя и антиматерия должны вести себя по-разному из-за нарушения симметрии зарядового сопряжения и чётности.
Историческое достижение заключается в том, что подобное нарушение симметрии впервые обнаружено именно в барионах. Ранее подобный эффект наблюдался только в мезонах. Это открытие приближает учёных к пониманию процессов, происходивших в первые мгновения существования Вселенной.
Космическая загадка заключается в следующем: согласно теории Большого взрыва, материя и антиматерия должны были образоваться в равных пропорциях. При столкновении они аннигилируют, превращаясь в чистую энергию. Однако сегодня мы наблюдаем преобладание материи, что указывает на существование особого механизма её сохранения. Нарушение CP-инвариантности рассматривается как ключевой фактор этого процесса.
Масштабное исследование потребовало анализа около 80 000 случаев распада частиц, зафиксированных с 2011 по 2018 год. Физики сосредоточились на изучении лямбда-красочного бариона (Λb) и его античастицы.
Количественный анализ показал существенную разницу: барион Λb и его античастица распадаются неодинаково, что подтверждается относительной разницей в 2,5%. Статистическая значимость результата достигла 5,2 сигмы — уровня, достаточного для признания открытия в физике элементарных частиц. Это означает, что вероятность случайного характера наблюдения составляет примерно один к десяти миллионам.
Научный прорыв открывает новые перспективы в понимании фундаментальных процессов, определяющих структуру нашей Вселенной, и приближает исследователей к разгадке тайны преобладания материи над антиматерией.