Al Big-Bang, nell’istante iniziale da cui ha avuto origine l’espansione dell’universo, si ritiene che materia e antimateria siano state create in quantità esattamente uguali, a partire da uno stato di pura energia. Come sia scomparsa l’antimateria, così poco presente nel mondo in cui viviamo oggi, e in quello accessibile ai nostri telescopi, è uno dei misteri non ancora risolti.
La simmetria tra materia e antimateria (detta simmetria CP) viene studiata in dettaglio dall’esperimento LHCb, analizzando le particelle prodotte nelle collisioni protone-protone all’acceleratore LHC al CERN, in particolare i mesoni “beauty” (B).
Nell’affascinante mondo della meccanica quantistica i mesoni B0 e Bs0 oscillano tra lo stato di particella e antiparticella.
La frequenza di oscillazione dei mesoni B0 è circa 8*1010 volte al secondo mentre quella dei Bs0 è molto maggiore: circa 3*1010 volte al secondo. Durante le oscillazioni si osserva un’asimmetria, detta violazione di CP dipendente dal tempo,che è stata misurata per la prima volta nel 2001 per i mesoni B0.
Il 6 ottobre la collaborazione LHCb ha annunciato la prima osservazione della presenza di asimmetria di CP dipendente dal tempo nei mesoni Bs0, studiando i decadimenti del Bs0 in due kaoni carichi,Bs0->K+K-. L’asimmetria è visibile nel grafico che illustra la differenza tra il numero di decadimenti di anti-Bs0 e di Bs0, rispetto la loro somma, in funzione del tempo di decadimento dei mesoni.
Questo studio ha coinvolto il Dipartimento di Fisica e in particolare ha costituito la tesi di dottorato di Davide Fazzini (320 ciclo del Dottorato in Fisica ed Astronomia).