En un artículo presentado a la revista Physical Review Letters, los investigadores proponen un nuevo mecanismo que genera masas ligeramente diferentes para el protón y el antiprotón, lo que permitió que el Universo evolucionara hacia un estado que contiene mucha más materia que antimateria.
"Se han propuesto muchos modelos para explicar este misterio, pero el problema con la gran mayoría de estos modelos es que requieren condiciones en el Universo temprano que no tienen ninguna explicación obvia", dijo Hitoshi Murayama, profesor de física de la Universidad de California en Berkeley. . "En nuestro trabajo, descubrimos que un mecanismo simple y muy bien motivado surge naturalmente de una extensión ampliamente estudiada y conocida del modelo estándar, llamada Supersimetría".
Según el Modelo Estándar de Física, toda la materia está formada por partículas subatómicas llamadas quarks y leptones, y las fuerzas que actúan entre estas partículas están mediadas por bosones. El Modelo Estándar también predice la existencia de antipartículas para cada una de estas partículas, que tienen la misma masa que sus correspondientes partículas pero carga eléctrica opuesta.
Se cree que en el universo primitivo se creaban partículas y antipartículas en cantidades iguales. Sin embargo, en una minúscula fracción de segundo, la gran mayoría de estas partículas y antipartículas se aniquilaron entre sí, dejando tras de sí un pequeño exceso de materia. Este exceso de materia es lo que eventualmente formó las galaxias y estrellas que vemos hoy en el universo.
Los investigadores descubrieron que la versión supersimétrica del modelo estándar conduce naturalmente a una pequeña diferencia de masa entre el protón y el antiprotón. Esta diferencia de masa es suficiente para permitir que el universo evolucione hacia un estado que contenga mucha más materia que antimateria.
En el modelo supersimétrico, se supone que el protón y el antiprotón están formados por tres quarks, uno de los cuales es un "quark supersimétrico" pesado que es exclusivo del modelo supersimétrico. Los investigadores proponen que la interacción entre los quarks pesados y la partícula de Higgs podría generar la diferencia de masa entre protones y antiprotones.
"El mecanismo que proponemos requiere sólo una modificación muy pequeña del modelo estándar, lo cual es bastante convincente desde un punto de vista teórico", dijo Murayama. "Nuestro próximo paso es ver si nuestra propuesta es consistente con varios datos experimentales como los obtenidos por el LHC en el CERN".
Si la propuesta de los investigadores es correcta, puede proporcionar una explicación parcial del gran misterio de por qué el universo tiene menos antimateria que materia. También podría proporcionar información sobre la naturaleza de la supersimetría, una teoría que ha sido ampliamente estudiada en física pero que aún no ha sido confirmada experimentalmente.
