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Per la prima volta è stata misurata al CERN dall’esperimento LHCb un’asimmetria tra la materia e l’antimateria barioniche, ovvero particelle composte da tre quark come i protoni e i neutroni che costituiscono la materia che conosciamo.Tali asimmetrie sono state misurate nel passato nei decadimenti di particelle composte da due quark (quark e antiquark) dette mesoni K e B ma non è mai stata osservata nessuna asimmetria per i barioni.
Lo studio di asimmetrie tra materia e antimateria è di fondamentale importanza per rispondere alle domande sull’evoluzione dell’Universo e in particolare su come sia stato possibile raggiungere uno stato di totale assenza di antimateria, se all’origine materia e antimateria erano prodotte in uguale quantità, come previsto dalla teoria del Big Bang.
Per effettuare questa misura al CERN sono stati isolati per la prima volta circa 6000 eventi di decadimenti rari di barioni Lambda-b - particelle circa 6 volte più pesanti dei neutroni, dovuto al fatto che contengono un quark pesante detto “bottom” - in un protone e 3 pioni.
Nicola Neri dell’INFN di Milano insieme al suo gruppo di ricerca ha condotto lo studio oggi pubblicato da Nature Physics [1], che è stato diffuso su vari siti di divulgazione scientifica [2-6]. Secondo Neri si tratta di una prima evidenza che occorre confermare con altri dati ma che può aprire nuove opportunità di ricerca: “LHCb ha la capacità di misurare con precisione asimmetrie tra materia e antimateria anche nei processi di barioni pesanti e lo sarà ancora di più nel futuro dopo l’upgrade del rivelatore LHCb”. Il gruppo di LHCb dell’INFN di Milano guidato da Neri è responsabile della costruzione del nuovo tracciatore a silicio di LHCb per consentire di raccogliere un quantità maggiore di dati e rispondere a molte domande ancora aperte sull’evoluzione dell’Universo.

[1] R. Aaij et al., LHCb collaboration, Nature Physics (2017), doi:10.1038/nphys4021
[2] INFN news, Prima misura di asimmetria tra materia e antimateria barioniche (2017)
[3] CERN news, New source of asymmetry between matter and antimatter (2017)
[4] Symmetry magazine, Sign of a long-sought asymmetry (2017)
[5] Science news, Evidence for new form of matter-antimatter asymmetry observed (2017)