¿La solución al misterio del origen de la materia?

La mayor parte de las leyes de la naturaleza tratan de forma igual a las partículas y a las antipartículas, sin embargo, las estrellas y los planetas están hechos de partículas, o materia, y no antipartículas o antimateria. Esa asimetría, que favorece a la materia por un escaso margen, ha desconcertado a los científicos durante muchos años.

Un equipo de científicos de UCLA ha ofrecido una posible solución al misterio del origen de la materia en el universo. Crédito de la imagen: NASA

Un equipo de científicos de UCLA ha ofrecido una posible solución al misterio del origen de la materia en el universo. Crédito de la imagen: NASA

Ahora, una nueva investigación de los físicos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), publicada en la revista Physical Review Letters, ofrece una posible solución al misterio del origen de la materia en el universo.

Alexander Kusenko, profesor de física y astronomía de UCLA, y sus colegas, proponen que la asimetría materia-antimateria podría estar relacionada con la partícula bosón de Higgs, que fue objeto de cobertura noticiosa prominente cuando se descubrió en el Gran Colisionador de Hadrones de Suiza en 2012.

En concreto, los investigadores de UCLA proponen que la asimetría puede haberse producido como resultado del movimiento del campo de Higgs, que se asocia con el bosón de Higgs, y que temporalmente podría haber hecho que las masas de las partículas y antipartículas en el universo no fueran iguales, lo que ha permitido un pequeño exceso de partículas de materia sobre antipartículas.

Si una partícula y una antipartícula se encuentran, desaparecen mediante la emisión de dos fotones o un par de alguna otra partícula. En la “sopa primordial” que existía después del Big Bang, había cantidades casi iguales de partículas y de antipartículas, a excepción de una pequeña asimetría: una partícula por 10 mil millones. A medida que el universo se enfrió, las partículas y antipartículas se aniquilaron entre sí en número igual, y sólo un pequeño número de partículas quedó atrás; de esa pequeña cantidad está hecho todo en el universo, incluyendo las estrellas, los planetas y los elementos gaseosos.

El descubrimiento de 2012 del bosón de Higgs fue aclamado como uno de los grandes logros científicos de las últimas décadas. El bosón de Higgs se postuló por primera vez hace unos 50 años como un elemento crucial de la teoría moderna de las fuerzas de la naturaleza, y es, dicen los físicos, lo que brinda masa a todo el universo. Los físicos del Gran Colisionador de Hadrones midieron la masa de la partícula y encontraron que su valor es peculiar; es consistente con la posibilidad de que el campo de Higgs en los primeros momentos del Big Bang era mucho más grande que su “valor de equilibrio”, que se observa en la actualidad.

El campo de Higgs “tuvo que descender al equilibrio, en un proceso de ‘relajación Higgs’”, añadió Kusenko, el autor principal de la investigación de UCLA.

Estudio: Alexander Kusenko, Lauren Pearce, Louis Yang. Postinflationary Higgs Relaxation and the Origin of Matter-Antimatter Asymmetry. Phys. Rev. Lett. 114, 061302, doi: 10.1103/PhysRevLett.114.061302

Fuente: University of California, Los Angeles

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