Un equipo internacional de físicos ha publicado una investigación innovadora sobre la descomposición de partículas subatómicas llamadas kaons, que podría cambiar la forma en que los científicos entienden la formación del universo.
El profesor Christopher Sachrajda, del Centro de Investigación de Astrofísica y Gravedad de la Teoría de Southampton en la Universidad de Southampton, ha ayudado a idear el primer cálculo de cómo difiere el comportamiento de los kaones cuando la materia se cambia por antimateria, conocida como simetría directa "CP"violación.
Si el cálculo no coincide con los resultados experimentales, sería una evidencia concluyente de fenómenos nuevos y desconocidos que se encuentran fuera de la comprensión actual de los físicos del Modelo Estándar de las partículas fundamentales y las fuerzas entre ellas.
El resultado actual, reportado en Cartas de revisión física , aún no indica tal diferencia entre experimento y teoría, pero los científicos esperan que la precisión del cálculo mejore dramáticamente ahora que han demostrado que pueden abordar la tarea.
El objetivo del presente cálculo es un fenómeno que es particularmente difícil de alcanzar: una diferencia de una parte en un millón entre la intensidad de la materia y el decaimiento de la antimateria. El cálculo determina el tamaño del efecto de violación de la simetría según lo predicho por el EstándarModelo.
El profesor Sachrajda, dijo: "Es particularmente importante comparar las predicciones del Modelo Estándar para efectos sutiles pequeños, como la asimetría de materia-antimateria en las desintegraciones de kaon, con mediciones experimentales. El pequeño tamaño de los efectos aumenta la posibilidad de que nuevos, comoaún no entendido, los fenómenos pueden descubrirse en tal comparación. Esto motiva nuestra búsqueda de predicciones teóricas cada vez más precisas, una búsqueda que es posible gracias a los nuevos desarrollos teóricos, así como el acceso a supercomputadoras más potentes ".
Los resultados de la primera parte, menos difícil, de este cálculo fueron informados por el mismo grupo en 2012 y fueron el tema de las tesis de dos estudiantes de investigación de doctorado de Southampton, los doctores Elaine Goode y Tadeusz Janowski. Sin embargo, es solo ahora,con la finalización de la segunda parte de este cálculo, que requirió más de 200 millones de horas de procesamiento central en las supercomputadoras, se puede hacer una comparación con el tamaño medido de la violación directa de CP.
La comprensión actual de los físicos del universo requiere que las partículas y sus antipartículas que son idénticas pero tienen cargas opuestas se comporten de manera diferente. Solo con la asimetría materia-antimateria pueden esperar explicar por qué el universo, que fue creado con partes iguales de materiay antimateria, está lleno principalmente de materia hoy.
La primera evidencia experimental de la asimetría de la materia y la antimateria, conocida como violación de CP, se descubrió en 1964 en el Laboratorio Nacional Brookhaven en los Estados Unidos. Esto se basó en un grado más preciso en 2000, para descubrir la violación directa de CP -- un pequeño efecto que solo afecta a unas pocas desintegraciones de partículas en un millón. Aunque el Modelo Estándar sí relaciona con éxito las asimetrías materia-antimateria, esto es insuficiente para explicar el dominio de la materia sobre la antimateria en el universo actual.
"Esto sugiere que un nuevo mecanismo debe ser responsable de la preponderancia de la materia de la que estamos hechos", dijo Christopher Kelly, miembro del equipo del Centro de Investigación RIKEN BNL RBRC.millones, la violación directa de la PC puede ser un buen lugar para verla por primera vez. El acuerdo aproximado entre este nuevo cálculo y los resultados experimentales de 2000 sugiere que debemos mirar más detenidamente, que es exactamente lo que el equipo que realiza este cálculo planea hacer ".
El cálculo se realizó en las supercomputadoras Blue Gene / Q en el Centro de Investigación RIKEN BNL RBRC, en el Laboratorio Nacional Brookhaven, en la Instalación de Computación de Clase de Liderazgo Argonne en el Laboratorio Nacional Argonne y en las instalaciones de DiRAC en la Universidad deEdimburgo. Fue financiado por la Oficina de Ciencia HEP del Departamento de Energía de EE. UU., Por el Laboratorio RIKEN de Japón y el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido.
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Materiales proporcionado por Universidad de Southampton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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