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José EdelsteinFrancis VillatoroHéctor Socassimetría cp años sesentateorema saharoff simetría primordialasimetría materia antimateria universoprocesos alta energía antimateria residualasimetría cp sakharov 1967modelo estándar partículas 1973SakharovFrancis VillatoroModelo EstándarKobayashi MascaguaCabivomesones B con carga positivalambda 0bHL-LHCArchivevarión lambda Bbarión lambda 0bmesón B0SBarionesAsimetría CPKobayashisimetría CPTomás VilaCPTHéctor Socasteorema de SaharoffMadangusimetría PYan
Modelo Estándar Asimetría CP
Con
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Francis Villatoro explica la necesidad de una fuerte asimetría CP para explicar la predominancia de materia sobre antimateria en el universo.
…combinación CP a principios de los 60 se observó en caones, que son mesones, son partículas formadas por una pareja de quarts y los caones son mesones extraños, uno de los quarts es un quart extraño y el otro es un quart arriba o un quart abajo, esto es de Los 60 y eso llevó al teorema de Saharoff, que estudió las condiciones bajo las cuales ese incumplimiento de la simetría CP podía ser responsable de la simetría primordial entre materia y antimateria, porque el universo que nos rodea aparentemente está dominado por la materia y la antimateria es residual. Ocurre en procesos de alta energía y son cantidades ridículas; no existen estrellas o galaxias o grandes regiones del universo de antimateria. Entonces, Sakharov, para explicar eso alrededor de 1967 plantea que es necesario que haya una fuerte asimetría CP. Y ese es un punto que estamos buscando; es decir, cuando se crea el modelo estándar en 1973, el modelo estándar solo tiene dos generaciones de partículas. Y entonces se plantea: ¿puede el modelo estándar con dos ¿Generaciones de partículas? Electrones y muones y dos generaciones de quarks. Arriba, abajo, extraño y uno que faltaba, que en el 77 se descubrió que era el encanto. Pues resulta que se planteó en un artículo que acabó recibiendo el premio Nobel, el artículo…
Significado #8 · Palabras #1
Francis Villatoro explica el contexto histórico del descubrimiento de la violación de la paridad y conjugación de carga (CP), mencionando un resultado clave de finales de los años 50.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19violación simetría cp años 50teorías gays predicen violacionesli y yan resultado 1957…temporal, que es cambiar la fecha del tiempo, hacia adelante o hacia atrás, ¿no? La violación de la paridad y de la conjugación de carga, de la P y de la C, por la interacción débil, que ya recibió el premio Nobel, en el que dejaron de lado a Madangu. Li y Yan lo recibieron; fue un resultado de finales de los 50, alrededor de 1957; fue el punto de partida para tratar de explorar violaciones que predicen las teorías gays. En aquella época las teorías gays no estaban de moda, pero bueno, había indicios de que podía ocurrir también ese tipo de violaciones combinadas, la violación de la simetría CP. O sea, no la violación de la simetría P. Déjame aclarar, porque los agentes más habituales seguro que lo conocen, pero a lo mejor alguien que no esté familiarizado o no, cuando hablamos aquí de la simetría y de La violación de la simetría, lo que queremos decir es que la simetría es que si tú cambias, por ejemplo, la más fácil es la de la carga, todas las cargas positivas por negativas y negativas por positivas, lo que tú ves, la forma en la que funciona la física,…
Francis Villatoro explica las implicaciones de observar violaciones en la simetría P, relacionándolas con las simetrías CT y CPT.
Habla: Francis VillatoroSignificado #18violaciones simetría p sistema ctsimetrías ct y cpt combinadasexperimentos madangu cobalto paridadincumplimiento simetría de carga conjugación c…clave que uno pueda trabajar: se puede demostrar el teorema. Y es bastante genérico, pero siempre está ahí en la punta del alfiler el hecho de que puede que cualquier día se descubra algo que lo incumpla. No lo sabemos, pero a priori parece que es robusto. Entonces, si tú observaste violaciones de la simetría P, significa que el sistema también violaba la simetría CT. La CPT son tres, pues si violas una de ellas, incumples una de ellas, también incumples las otras dos combinadas. Entonces se buscó, dado que se había observado la violación de la paridad en cobalto con los experimentos de Madangu y más tarde con otros experimentos se demostró la violación, el incumplimiento de la simetría de carga, de conjugación de carga, la C, se esperaba la combinación CP. Entonces la combinación CP a principios de los 60 se observó en caones, que son mesones, son partículas formadas por una pareja de quarts y los caones son mesones extraños, uno de los quarts es un quart extraño y el otro es un quart arriba o un quart abajo, esto es de…
Francis Villatoro explica la necesidad de una fuerte asimetría CP para explicar la predominancia de materia sobre antimateria en el universo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8 · Palabras #1simetría cp años sesentateorema saharoff simetría primordialasimetría materia antimateria universoprocesos alta energía antimateria residualasimetría cp sakharov 1967modelo estándar partículas 1973…combinación CP a principios de los 60 se observó en caones, que son mesones, son partículas formadas por una pareja de quarts y los caones son mesones extraños, uno de los quarts es un quart extraño y el otro es un quart arriba o un quart abajo, esto es de Los 60 y eso llevó al teorema de Saharoff, que estudió las condiciones bajo las cuales ese incumplimiento de la simetría CP podía ser responsable de la simetría primordial entre materia y antimateria, porque el universo que nos rodea aparentemente está dominado por la materia y la antimateria es residual. Ocurre en procesos de alta energía y son cantidades ridículas; no existen estrellas o galaxias o grandes regiones del universo de antimateria. Entonces, Sakharov, para explicar eso alrededor de 1967 plantea que es necesario que haya una fuerte asimetría CP. Y ese es un punto que estamos buscando; es decir, cuando se crea el modelo estándar en 1973, el modelo estándar solo tiene dos generaciones de partículas. Y entonces se plantea: ¿puede el modelo estándar con dos ¿Generaciones de partículas? Electrones y muones y dos generaciones de quarks. Arriba, abajo, extraño y uno que faltaba, que en el 77 se descubrió que era el encanto. Pues resulta que se planteó en un artículo que acabó recibiendo el premio Nobel, el artículo…
Francis Villatoro explica cómo la necesidad de una asimetría CP para explicar la predominancia de materia sobre antimateria llevó a la búsqueda de una tercera generación de partículas, comenzando en 1964.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #3asimetría cp sakharov materia antimateriatercera generación partículas desde 1964modelo estándar asimetría cpbúsqueda tercera generación partículasdescubrimiento quark encanto modelo estándarquark bottom descubrimiento kobayashi mascaguaquark top descubierto en 1994asimetría cp sector core bottomcore bello partículas mesones varionesasimetría cp en mesones bellosdescubrimiento tardío asimetría cp mesonesmesones encantados asimetría cp 2019asimetría cp en mesones extrañosvariones formados por tres quarksvarión con dos quarts de un mesónmedición asimetría desintegraciones partícula antipartículaasimetría cp porcentaje calculadovarión lambda b expectativas teóricasvarión neutro lambda cero botónprotón dos cuadras arriba abajomesón b0s simetría cp no observadaasimetría cp lambda 0bdesintegración barión lambda 0b protón caónlímite máximo asimetría cp 0 7asimetría cp mesones b carga positivadesintegración piones asimetría cplambda 0b desintegra protón caónasimetría cp en varionesestructura de los mesonesviolación simetría cp bariónmodelo estándar electrodinámica cuánticaasimetría cp en lambda 0bobservación en archive 21 marzobariones bellos y simetríaasimetría cp barión lambda 0bdesintegración caón de carga negativaprotón con carga positivapión positivo y pión negativodesintegraciones lambda 0b partículasobservación asimetría cp fundación caja canarias…que en el 77 se descubrió que era el encanto. Pues resulta que se planteó en un artículo que acabó recibiendo el premio Nobel, el artículo de Kobayashi Mascagua, que cogía ideas de Cabivo que planteó que era necesario que hubiera una tercera generación. de partículas para poder tener suficiente asimetría CP para que fuera válida la explicación de Sakharov de la asimetría materia -antimateria. Entonces, esto es en 1974. Pues desde el 64 estamos buscando, se estaba buscando esa tercera generación, pero al mismo tiempo se estaba buscando esa asimetría CP adicional. Pero está costando más trabajo de la cuenta y parece que no es fácil de incorporar en el modelo estándar sin neutrinos Ahora comentaré lo de los neutrinos Entonces lo que se planteó era que era necesario que hubiera una tercera generación de partículas En el 74 se descubre el core encanto, pero se ya cierra el modelo estándar con dos familias pero Kobayashi y Mascagua habían predicho que tendría que existir otra generación con un core que sería el bottom y eso se descubre en el 77, ya el core top se descubrió en el 94, pero Ya en el 77 nos planteamos pues entonces podemos estudiar esa asimetría CP en el sector de la teoría asociado al core bottom; eso se le llamó también core bello y por eso a las partículas, los mesones y los variones que tienen un quart bottom se les suele llamar mesones bellos y variones bellos. Entonces se estuvo buscando en mesones, se había observado solamente en mesones extraños la violación CP y se descubrió en el año 2001, fijaros lo tarde que fue, ya después de haber descubierto el quart top, se descubrió que hay asimetría CP en los mesones bellos, los mesones que tienen un cuar bottom, o un cuar arriba, un cuar abajo, o también un cuar extraño. y eso también se descubrió, se descubrió, pero fue mucho más tarde, en 2019, creo recordar 2019, si no me equivoco en la fecha, o 2018, que también en los mesones encantados, en los que tienen un cuor encanto, también hay asimetría CP. Pero claro, uno se plantea, hemos visto asimetría CP en mesones extraños, que son parejas quark y ticuar, en mesones encantados y en mesones bellos Pero ¿y qué pasa con los variones? En teoría, los variones, que están formados por tres quarks, también tendrían que mostrar esa asimetría y en teoría la asimetría de un varión que incluya dos de los quarts de un mesón en el que he observado la asimetría debería de tener una asimetría similar. La asimetría se mide comparando el número de desintegraciones de la partícula y de la antipartícula. Entonces yo pongo un coeficiente que es el número de desintegraciones por un cierto canal de la partícula menos el número de desintegraciones de la antipartícula por el canal correspondiente que es invertir todas las partículas por sus antipartículas dividido entre la suma de ambos. Y eso me da un porcentaje de asimetría CP. En teoría, uno esperaba que variones como el varión lambda B, el varión neutro, lambda cero, botón, que tiene un botón, es como el protón; el protón tiene dos cuadras arriba y un cuadra abajo, pues el varión lambda cero B tiene uno de los cuadras arriba, se sustituye por un botón. Y tengo un botón, una arriba y una abajo. Bien, pues uno esperaría que observar también en desintegraciones de esa partícula, observar también la simetría CP, pero no se observa; no se observa el mesón B0S, que tiene un quart botón y un extraño, se desintegra en un caón y un peón y tiene una simetría CP del orden del 24%. Pues yo esperaría tener, yo que sé, en el barión lambda 0b, cuando se desintegran un protón y un caón, o en un protón y un pión, pues debería tener una asimetría, pues de ese orden, del orden del 20%, y sabemos que no la tiene, la hemos buscado, no la hemos encontrado, y tenemos un límite máximo del 0 ,7%, ¿por qué? Porque es que la teoría dice que tiene que haber incumplimiento de la asimetría CP, tiene que haber asimetría, a verla tiene que haberla. Pero parece que es muy pequeña. ¿Por qué es tan pequeña? No lo sabemos. Y se ha buscado con otros bosones; los mesones B con carga positiva, que se desintegran en tres piones, muestran una asimetría CP del 75%. Del 75%. ¿Qué pasa con el lambda 0b cuando se desintegra en tres, en un protón y un caón positivo y un caón negativo? Pues esperaríamos que fuera también de ese orden, del orden del 75-50%. Sabemos, claro, es muy difícil de medir en detalle; los variones son más difíciles de estudiar que los mesones, por razones obvias: tienen tres cuartos en lugar de dos, que es menor que el 20%, es mucho más bajo que lo que esperamos en el mesón. Entonces había como una especie de sensación de que es inminente: cualquier día se va a observar la violación de la simetría CP en algún barión; es que tiene que estar ahí, la teoría dice que está ahí, el modelo estándar lo predice, ¿cómo va a estar el modelo estándar equivocado en eso? Bien, ahora este año se acaba de denunciar: se acaba de denunciar en Archive, hace muy poquitos días, el 21 de marzo. Se apareció en Archive la primera observación de asimetría CP en un barión en concreto es el lambda 0b, lo que más se espera donde más se va a ver esa simetría es en los bariones bellos, está formado por eso por un ¿Quad arriba, un quad abajo y un quad botón? Y se ha observado en un canal de desintegración un poquito complicado, por eso ha costado tanto encontrarlo: es la desintegración en un protón que tiene carga positiva en un caón de carga negativa y en una pareja de pión positivo y pión negativo. Fijaros, una desintegración en cuatro, ¿vale? Las desintegraciones A2 de este lambda 0b en dos partículas no mostraban asimetría CP que hayamos podido observar, pero tiene que haber, pero no la hemos podido observar. En tres tampoco, tampoco la mostraba, tampoco hemos sido capaces de observarla, pero tiene que haberla. Y ahora con 4 hemos logrado observarla y se ha Observado una asimetría CPE relativamente baja, porque depende de cómo la calcules, pero del orden del 3%. Es una asimetría muy baja, lo que indica que hay algo que no entendemos bien de por qué se apantalla de alguna manera esa asimetría CPE en variones y…
Francis Villatoro confirma la observación de simetría CP en variones, algo que se esperaba, y anticipa que este fenómeno también ocurrirá en otros variones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10asimetría cp a cinco sigmasprecisión del lhsbdesintegraciones partículas antipartículassimetría cp en varionesfenómeno en otros variones francis villatoro…partículas, se observa que el número de partículas, que el número de desintegraciones de la partícula y el número de desintegraciones de la antipartícula, pues son muy parecidos, pero ligeramente distintos. Ligeramente distinto es del orden de un 3% de. Diferencia. Es una diferencia muy pequeña, pero que con la gran precisión que tiene el LHSB se ha podido medir con un error bastante pequeño. No estamos hablando de 2,45 más menos 0,46 más menos 0,10. O sea, del orden de 2,5 más menos 0 ,5, que ya es suficiente para observar este tipo de asimetría CP a unas 5 sigmas. Con lo que queda confirmado que lo que todo el mundo esperaba que se observara, que era la simetría CP en variones, ya sabemos que sí, que existe, que al menos en un varión la hemos observado y por tanto lo extendemos y ya creemos que en todo va a ocurrir. Lo que pasa es que lo que estamos viendo es ¿Que por alguna razón es mucho más difícil observarlo en las interacciones sencillas? Tenemos que buscar interacciones más complicadas, interacciones no solo a nivel de árbol, sino también a nivel de árbol con un primer lazo o con algún lazo adicional. Ahora…
Francis Villatoro anticipa la observación de más asimetrías CP en variones gracias al HL-LHC y celebra que el LHC sigue generando artículos científicos que ayudan a comprender mejor el modelo estándar.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #2asimetría cp en variones hl-lhlhc generando artículos científicosmodelo estándar comprensión hl-lh…para entender mejor por qué ha costado tanto y cuál es el camino para acelerar el que en los próximos años con el HL-LHC, que va a mejorar muchísimo el EHC-B con esa versión del EHC, con la misma energía pero con una luminosidad como 10 veces mayor. Vamos a ver muchísimos otros ejemplos de asimetría CP en variones. Entonces, este es el primer caso y, bueno, es una gran noticia y que nos muestra que el LHC sigue produciendo artículos y noticias y, bueno, que nos están ayudando a entender mejor el modelo estándar. Qué bueno; una pregunta que me surge es, o sea, entiendo que el hecho de que exista violación de la simetría de paridad implica que necesariamente tiene que existir también violaciones de CIDT o de CT, ¿no? Porque para que se conserve CPT, esto es un poco explicando para los oyentes, si CPT se conserva, carga, paridad…
Francis Villatoro explica que se está trabajando en un modelo teórico fenomenológico para entender qué resultados esperar en experimentos y anticipa un esfuerzo significativo en el estudio de la asimetría CP en bariones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12 · Palabras #5asimetría cp en barionesdesintegraciones buenos procesos barionesmodelo teórico fenomenológico experimentos…sobre el fondo. Si la señal brilla poco, pues se la confundimos con el fondo y no la podemos ver. Y eso es lo que se está buscando; y para encontrar cuáles son las maneras más adecuadas para ver algo, tenemos que tener un modelo teórico fenomenológico que Nos ayude a entender qué esperamos ver. Y eso es lo que se está trabajando ahora. Pero ya os digo, yo auguro que va a haber mucho trabajo ahora en la parte de asimetría CP en Bariones y probablemente desvelemos cuáles son las desintegraciones buenas para ver este tipo de proceso. Pero eso va a costar unos cuantos años de teoría, ¿eh? Y por eso planteo que en este run del LHC creo que no se van a obtener resultados, se va a obtener el siguiente, pero es que el siguiente va a tener una parada larga en la que el LHC va a ser mejorado al LHC de alta luminosidad, el HLLHC, y será ahí donde…
Tomás Vila plantea una pregunta sobre la existencia de asimetrías cuya carga conservada es desconocida, refiriéndose a simetrías discretas y su relación con las continuas en el modelo estándar.
Habla: Francis VillatoroSignificado #20 · Palabras #15asimetrías carga conservada desconocidasimetrías discretas modelo estándarinvariancia cpt en el modelo estándarteoría no invariante cpt tomás vila…de estas que normalmente me llevaría mucho tiempo. Con esto lo hago en dos minutos. Es una ayuda muy administrativa, diría yo. Pero vamos, y esto es solo al principio, claro, esto mejorará mucho. Bueno, venga, una última, la última y nos vamos. A ver si, Déjenme mirar alguna otra por aquí. Pregunta Tomás Vila: ¿es posible que haya alguna otra asimetría cuya carga conservada desconocemos? Más allá de CPT, o con tres familias es imposible que esto ocurra. Bueno, a ver, a ver; CPT son simetrías discretas, ¿vale? Las simetrías discretas son una cosa que no tiene nada que ver con las simetrías continuas. Las simetrías discretas no son dinámicas, son solamente cosas que uno observa en las ecuaciones. Yo puedo construir fácilmente una teoría que no sea invariante CPT; puedo añadir un término que no sea invariante CPT, pero en el modelo estándar se ha construido con todos los términos invariantes CPT. Y hay muchísima gente que está estudiando teorías alternativas que no son invariantes CPT. Lo que pasa es que, claro, si la teoría no es invariante CPT, una de las consecuencias es que incumple ciertas cosas de la física cuántica o ciertas cosas de la…