Esta semana, una colaboración internacional de científicos con base en Europa marcó un hito en la física al observar, por primera vez, que las versiones de materia y antimateria de un tipo de partícula subatómica llamada barión se desintegran a velocidades diferentes. Este hallazgo aporta una nueva pieza clave para comprender por qué el universo que conocemos está compuesto casi exclusivamente por materia.
El misterio del origen
Según la teoría más aceptada, el Big Bang, ocurrido hace aproximadamente 13.800 millones de años, debería haber generado cantidades iguales de materia y antimateria. Sin embargo, la realidad es muy distinta: el universo está repleto de materia —las estrellas, los planetas, nosotros mismos—, mientras que la antimateria es prácticamente inexistente. Esta asimetría es una de las grandes incógnitas de la ciencia moderna, y los físicos creen que diferencias sutiles en el comportamiento de la materia y la antimateria, especialmente un fenómeno conocido como violación de CP, pueden ser la clave para entender este desequilibrio.
El aporte del Gran Colisionador de Hadrones
Avanzando en la búsqueda de respuestas, científicos analizaron los datos obtenidos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, con el objetivo de desentrañar por qué existe algo en vez de nada. Esto no es solo una pregunta filosófica: si el Big Bang creó la misma cantidad de materia y antimateria, ambas deberían haberse aniquilado mutuamente, dejando un vacío absoluto en el cosmos.
En marzo de 2025, el CERN publicó un artículo titulado “Una nueva pieza en el rompecabezas materia-antimateria”, donde detallaba cómo los experimentos del LHCb arrojaban luz sobre “diferencias sutiles pero profundas” entre la materia y la antimateria. El análisis de los datos ofreció pruebas contundentes de que los bariones —partículas como los protones y neutrones que componen los núcleos atómicos— presentan una asimetría tipo espejo en las leyes fundamentales de la naturaleza, provocando que materia y antimateria no se comporten de manera idéntica.
La violación de la simetría CP
Los investigadores atribuyen esta asimetría a lo que se denomina violación de la simetría de carga-paridad (CP). En teoría, las partículas deberían tener la misma masa y una carga opuesta respecto a sus equivalentes de antimateria. Pero, al transformarse o desintegrarse en otras partículas —como ocurre durante la desintegración radiactiva—, la violación de CP rompe esta simetría reflejada. Esto se manifiesta en diferencias en las tasas de desintegración entre partículas y sus contrapartes de antimateria.
Hasta hace poco, la violación de CP solo se había detectado en mesones, pero nunca en bariones. Gracias al LHC, se pudieron generar suficientes bariones de materia y antimateria para observar sus procesos de desintegración y detectar por primera vez esta asimetría. Los resultados indican que, al desintegrarse, los bariones generan una pequeña cantidad más de materia que de antimateria.
Un avance revisado y publicado
Estos hallazgos, inicialmente difundidos en un informe preliminar en marzo, acaban de ser publicados en la revista Nature, tras superar el proceso de revisión por pares, confirmando la solidez de los resultados.
Desafíos y nuevas preguntas
Pese a la relevancia del avance, los autores reconocen que la asimetría observada es mucho menor que la que sugieren las observaciones astronómicas. Esto plantea un desafío importante al Modelo Estándar de la física y sugiere la existencia de otras fuentes de violación de CP aún no identificadas.
Un enigma que persiste
El nuevo descubrimiento acerca a la comunidad científica a entender por qué el universo tiene más materia que antimateria —y, por extensión, por qué nosotros existimos—, aunque el misterio sigue lejos de resolverse por completo. Las futuras investigaciones buscarán detectar otras diferencias aún más sutiles, en busca de la explicación definitiva de este desequilibrio fundamental.