Когда произошёл Большой взрыв, материя и антиматерия должны были возникнуть в равных количествах и полностью аннигилировать, оставив после себя пустоту. Однако этого не случилось, и наша Вселенная всё же сформировалась, заполнившись галактиками, звёздами и планетами. Почему? Учёные давно подозревают, что причина кроется в крошечных отличиях между материей и антиматерией, которые нарушают фундаментальную CP-симметрию.
До недавнего времени это нарушение фиксировалось лишь у мезонов, но барионы, из которых состоят протоны и нейтроны, казались идеально симметричными. Всё изменилось в марте 2025 года, когда физики ЦЕРН официально заявили: разница существует.
Команда эксперимента LHCb проанализировала данные, собранные на БАК с 2009 по 2018 год, и исследовала 80 тысяч случаев распада прелестных лямбда-барионов (Λb) и их античастиц. Оказалось, что эти процессы не были совершенно идентичными: вероятность распада частиц и античастиц отличалась на 2,45 %.
Статистическая значимость результата составила 5,2 сигма — это означает, что шанс случайной ошибки менее одной на миллион. Фактически, физики впервые доказали, что нарушение CP-симметрии проявляется и у барионов, что может объяснить отсутствие антиматерии в нашей Вселенной.
Этот эффект сложно заметить, так как разница крайне мала. Для его фиксации нам был нужен мощный ускоритель, способный производить достаточно прелестных барионов, и точные измерения продуктов их распада.
Это открытие не только подтверждает, что барионы и антибарионы ведут себя не совсем одинаково, но и даёт новый инструмент для проверки Стандартной модели физики. Если нарушение CP-симметрии окажется более значительным, чем предсказывает эта теория, учёным, возможно, придётся пересмотреть фундаментальные представления о строении Вселенной.
Результаты исследования приближают нас к разгадке тайны происхождения Вселенной и, возможно, к обнаружению новых законов природы, которые пока остаются за пределами известных теорий.
