¿Por qué nuestro universo está dominado por materia y no por antimateria? es una de las preguntas clave que sigue sin respuesta y que la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) intenta resolver. Conoce las investigaciones científicas que trabajan para comprender las interacciones de las partículas elementales en el universo.
Zahra Ghorbanimogaddam, investigadora del experimento LHCb de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), dijo a la agencia Andina que hay dos áreas de investigación estrechamente relacionadas que han sido centrales en su trabajo en el CERN: la violación de CP y las desintegraciones raras de partículas. ¿En qué consisten?
El LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment, por sus siglas en inglés) es uno de los cuatro grandes detectores de partículas instalados en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, ubicado en la frontera entre Francia y Suiza.
El experimento LHCb del CERN ha logrado avances extraordinarios en ambas direcciones durante los últimos años, afirmó. "Un hito particularmente importante se produjo en 2025, cuando LHCb informó de la primera observación de violación de CP en desintegraciones de bariones. La violación de CP describe diferencias en el comportamiento de la materia y la antimateria, y constituye un ingrediente esencial para comprender cómo pudo desarrollarse la asimetría entre materia y antimateria en el universo. Aunque el Modelo Estándar incorpora la violación de CP, la magnitud que predice no es suficiente para explicar la asimetría observada mediante los mecanismos convencionales", afirmó. La investigadora manifestó que investigar la violación de CP en distintos sistemas, incluidas partículas que contienen quarks beauty y charm, nos permite poner a prueba nuestra comprensión teórica y buscar fuentes adicionales.
El segundo gran avance se relaciona con las desintegraciones extremadamente raras de partículas, que ofrecen una vía complementaria para investigar física más allá del Modelo Estándar. "En noviembre de 2026, LHCb presentó la primera evidencia obtenida por un único experimento de la excepcionalmente rara desintegración B° ? µ?µ?, utilizando datos de su detector actualizado durante el Run 3. El mismo análisis también alcanzó una precisión sin precedentes en las mediciones de la desintegración relacionada B?° ? µ?µ?", comentó la científica, quien fue parte de la revisión científica de este análisis.
Las desintegraciones raras son herramientas muy poderosas porque sus probabilidades pueden ser extremadamente pequeñas y, en determinados casos, pueden predecirse teóricamente con una precisión extraordinaria, comentó. Esto las hace sensibles a efectos cuánticos relacionados con partículas que podrían ser demasiado pesadas como para producirse directamente en nuestros experimentos. De acuerdo a los estudios, incluso una pequeña desviación respecto de las predicciones del Modelo Estándar podría constituir una señal de nueva física.
Además, el impacto científico de estos avances ya es tangible. "La observación de violación de CP en bariones demuestra, por primera vez, que las diferencias medibles entre materia y antimateria no están restringidas a los mesones, sino que también ocurren en sistemas compuestos por tres quarks. Además de confirmar una predicción fundamental del Modelo Estándar, este resultado abre un nuevo campo para realizar estudios de precisión sobre la violación de CP en bariones", sostuvo.
También motiva una investigación más profunda de la dinámica de la interacción fuerte que influye en estas asimetrías, particularmente de la manera en que diferentes estados intermedios de partículas interfieren entre sí y producen las diferencias observadas entre materia y antimateria.
En el caso de las desintegraciones raras, el impacto es igualmente concreto. "Las nuevas mediciones de B° ? µ?µ? y B?° ? µ?µ? nos permiten poner a prueba el Modelo Estándar con mayor precisión y establecer restricciones más rigurosas sobre posibles nuevas partículas e interacciones", dijo. Por ejemplo, las teorías que predicen bosones de Higgs adicionales o nuevas interacciones entre quarks y leptones podrían modificar significativamente las probabilidades de estas desintegraciones. Medir ambas desintegraciones, sus probabilidades relativas y el tiempo de vida de la desintegración B?° ayuda a distinguir entre diferentes escenarios teóricos, incluidos algunos que serían difíciles de evaluar mediante búsquedas directas.
Lo que hace especialmente interesantes a estas dos líneas de investigación es su complementariedad. Las mediciones de violación de CP investigan el origen y la estructura de las diferencias entre materia y antimateria, mientras que las mediciones de desintegraciones raras exploran la posible existencia de nuevas partículas e interacciones a través de sus efectos indirectos. En conjunto, permiten poner a prueba el Modelo Estándar desde distintas perspectivas.
"Mi investigación se ha desarrollado en ambas direcciones, particularmente a través de estudios de precisión de las desintegraciones de hadrones que contienen quarks beauty. Me resulta especialmente emocionante que LHCb esté entrando ahora en una etapa en la que conjuntos de datos cada vez mayores, mejores capacidades de los detectores y predicciones teóricas más precisas nos permiten investigar estas preguntas con una sensibilidad sin precedentes", afirmó la investigadora, quien estará en Lima el 12 y 13 de noviembre para participar en el primer encuentro científico internacional UTEC-CERN 2026.
Se tratan de pasos importantes hacia la comprensión de por qué nuestro universo tiene la forma que observamos y de si existe una teoría más fundamental de la naturaleza que aún espera ser descubierta.
¿Por qué estudiar partículas subatómicas?
Aunque estas partículas existen únicamente durante una fracción minúscula de segundo, estudiar cómo se desintegran nos permite poner a prueba las predicciones teóricas con una precisión extraordinaria, sostuvo. "Los efectos cuánticos pueden influir en estas desintegraciones mediante procesos relacionados con partículas que no pueden observarse directamente".
Al comparar las mediciones experimentales con los cálculos teóricos, los científicos pueden investigar si las partículas e interacciones conocidas son suficientes para describir la naturaleza o si se necesita física adicional.
Estos estudios también conectan las mediciones realizadas en laboratorio con preguntas sobre el universo temprano, donde las mismas interacciones fundamentales desempeñaron un papel en la evolución de la materia.
Además, en su opinión, los desafíos experimentales asociados al estudio de partículas subatómicas requieren desarrollar tecnologías avanzadas, muchas de las cuales posteriormente encuentran aplicaciones en la medicina, electrónica, computación, industria y otras áreas de la sociedad.
Una contribución, agregó, particularmente importante ha sido el desarrollo de detectores semiconductores, microelectrónica y chips especializados. Además, como se conoce, los experimentos del CERN continúan impulsando avances en computación de alto rendimiento, procesamiento distribuido de datos e
inteligencia artificial.
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Publicado: 10/11/2026