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L'esperimento LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) ha trovato indicazioni di quello che potrebbe essere un
nuovo pezzo del puzzle dell'antimateria mancante nel nostro
universo. Ha trovato la prova di una doppia violazione della simmetria CP (carica-parità) in particelle note come barioni. I barioni (dal greco barys, pesante) sono una famiglia di
particelle i cui membri più noti sono i protoni e i neutroni. La simmetria CP implica l'invarianza tra fenomeni fisici in cui si scambino le particelle con le rispettive antiparticelle (carica opposta) e si osservi il fenomeno allo specchio (parità). Qualsiasi violazione di questa simmetria implica quindi che le leggi della
fisica non siano le stesse per le particelle di materia e di antimateria. L'importanza di questi esperimenti sta nel fatto che una conoscenza dettagliata di come questa simmetria venga violata può contribuire a spiegare perchè il nostro universo sia composto quasi esclusivamente di materia, nonostante il Big Bang dovrebbe aver creato la stessa
quantità di materia e antimateria.
Il Modello Standard della fisica delle particelle predice che una piccola violazione di CP esista anche nel settore barionico. Anche se i processi che violano CP vengono studiati da oltre 50 anni (per esempio Dafne a Frascati), non si erano osservati effetti significativi relativi ai barioni. Inoltre, la violazione di CP descritta nel Modello Standard non è abbastanza grande da tenere conto dello squilibrio tra materia e antimateria. Pertanto, altre fonti di violazione di CP devono contribuire, e uno dei principali obiettivi di questo esperimento è proprio la ricerca di nuove fonti di violazione di CP.
Il risultato di LHCb si basa sull'analisi dei dati raccolti durante i primi tre anni di operazioni all'LHC. Tra tutte le particelle a vita breve (decadono come fanno le sostanze radioattive) create come risultato di una collisione protone-protone, la collaborazione ha confrontato il comportamento di un particolare barione (composto dal quark beauty) e la sua controparte di antimateria, quando decadono in un protone (o antiprotone) e tre particelle cariche chiamate pioni. Nonstante questo processo sia estremamente raro, e non sia mai stato osservato in precedenza, LHCb ha raccolto un campione di circa 6000 tali decadimenti. I dati hanno rivelato un livello significativo di asimmetrie, in alcuni casi anche del 20%.La significatività statistica (la probabilità che il risultato non sia avvenuto per caso) è a livello di 3,3 deviazioni standard. Viene invocata una scoperta quando questo valore raggiunge 5 deviazioni standard. Se il valore aumenterà con il crescere dei campioni analizzati, il risultato potrebbe essere una tappa significativa nello studio della violazione di CP.
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