Tijdens een seminar op 26 maart op CERN presenteerde de LHCb-samenwerking bij de Large Hadron Collider (LHC) de resultaten van hun laatste zoektocht naar materie-antimaterie-asymmetrie in de oscillatie van het neutrale D-meson, die, indien gevonden, zou kunnen helpen licht te werpen over de mysterieuze onevenwichtigheid tussen materie en antimaterie in het universum.

De zwakke kracht van het standaardmodel van de deeltjesfysica veroorzaakt een asymmetrie tussen materie en antimaterie, bekend als CP-schending, in deeltjes die quarks bevatten. Deze bronnen van CP-schending zijn echter moeilijk te bestuderen en zijn onvoldoende om de onevenwichtigheid tussen materie en antimaterie in het universum te verklaren, wat natuurkundigen ertoe brengt zowel naar nieuwe bronnen te zoeken als de bekende beter dan ooit tevoren te bestuderen.

In hun nieuwste poging hebben de LHCb-onderzoekers de handen uit de mouwen gestoken om met ongekende precisie een reeks parameters te meten die de materie-antimaterie-oscillatie van het neutrale D-meson bepalen en de zoektocht mogelijk maken naar de tot nu toe onopgemerkte maar voorspelde CP-schending in de oscillatie.

De samenwerking had eerder dezelfde reeks parameters gemeten, die verband houden met het verval van het neutrale D-meson in een positief geladen kaon en een negatief geladen pion, met behulp van de volledige dataset van Run 1 van de LHC en een gedeeltelijke dataset van Uitvoering 2.

Deze keer analyseerde het team de volledige Run-2-dataset en door het resultaat te combineren met dat van de vorige analyse, met uitzondering van de gedeeltelijke Run-2-dataset, verkreeg het de meest nauwkeurige metingen van de parameters tot nu toe:de totale de meetonzekerheid is 1,6 keer kleiner dan de kleinste onzekerheid die voorheen door LHCb werd bereikt.

De resultaten komen overeen met eerdere onderzoeken, bevestigen de materie-antimaterie-oscillatie van het neutrale D-meson en tonen geen bewijs van CP-schending in de oscillatie. De bevindingen vragen om toekomstige analyses van dit en ander verval van het neutrale D-meson, waarbij gebruik wordt gemaakt van gegevens van de derde run van de LHC en de geplande upgrade ervan, de High-Luminosity LHC.

Andere interessante neutrale D-mesonvervallen zijn onder meer het verval in een paar van twee kaonen of twee pionen, waarbij LHCb-onderzoekers voor het eerst CP-schending waarnamen in deeltjes die charm-quarks bevatten, en het verval naar een neutraal kaon en een paar pionen. waarmee LHCb de snelheid van de materie-antimaterie-oscillatie van het deeltje klokte. Geen enkele weg mag onontgonnen blijven in de zoektocht naar aanwijzingen voor de onevenwichtigheid tussen materie en antimaterie in het universum en andere kosmische mysteries.

Geleverd door CERN