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José EdelsteinFrancis VillatoroHéctor Socasviolaciones simetría p sistema ctsimetrías ct y cpt combinadasexperimentos madangu cobalto paridadincumplimiento simetría de carga conjugación cviolaciones simetría cp en caonescaones partículas formadas por quarksquarts extraños en la formación de caonessimetría cp años sesentateorema saharoff simetría primordialasimetría materia antimateria universoprocesos alta energía antimateria residualMadanguCPTsimetría PFrancis VillatoroHéctor SocasSpininvariancia LorentzTomás VilaModelo Estándarmesones B con carga positivalambda 0bsimetría CPSU2SU3SakharovKobayashi MascaguaCabivoYanbarión lambda 0bmesón B0SArchiveHL-LHCvarión lambda Bteorema de Saharoff
Simetrías ct y CPT combinadas
Con
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Francis Villatoro explica las implicaciones de observar violaciones en la simetría P, relacionándolas con las simetrías CT y CPT.
…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 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…
Significado #1 · 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 VillatoroPalabras #12violación 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 cómo un teorema matemático en teoría cuántica de campos relaciona el espín con la estadística, conocido como el teorema CPT.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #3teorema cpt spin estadísticasimetría combinada cp teoría cuánticainvarianza relativista leyes físicas cuánticascambio cargas simetría especular inversión temporal…negativa en el núcleo y carga positiva en el electrón, se comportaría exactamente igual. Eso sería la simetría. Y una violación de la simetría querría decir que no, que hay una diferencia que se puede observar. Y eso es de lo que consiste esto; exactamente. Bien, pues se observó a principios de los 60, alrededor de 1964, la evaluación de la simetría combinada, CP. Hay un teorema matemático en teoría cuántica de Campos que es un teorema bastante general: el teorema que relaciona el Spin a la estadística, que se llama el teorema CPT, que nos dice que una teoría cuántica de Campos buena, que sea invariante relativista, invariante Lorentz y que sea cuántica, que esté regida por las leyes de la física cuántica, tiene que ser invariante CPT. Si yo hago el cambio de las cargas, hago la simetría especular, la P, y hago la inversión temporal, se recupera exactamente la física. Es complicado porque requiere una buena axiomatización de la teoría, una buena matematización de la teoría y eso es muy difícil con las teorías cuánticas de campos que son no lineales, que se basan en grupos gauge por encima de U1, que es el del…
Francis Villatoro explica las implicaciones de observar violaciones en la simetría P, relacionándolas con las simetrías CT y CPT.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1violaciones simetría p sistema ctsimetrías ct y cpt combinadasexperimentos madangu cobalto paridadincumplimiento simetría de carga conjugación cviolaciones simetría cp en caonescaones partículas formadas por quarksquarts extraños en la formación de caonessimetría cp años sesentateorema saharoff simetría primordialasimetría materia antimateria universoprocesos alta energía antimateria residual…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 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…
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 #11asimetría cp sakharov materia antimateriatercera generación partículas desde 1964modelo estándar asimetría cp…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…
Francis Villatoro explica que la teoría predice una asimetría CP significativa en ciertos sistemas, pero los resultados experimentales muestran valores mucho más pequeños de lo esperado.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6asimetría 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 caón…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…
Francis Villatoro informa sobre una reciente observación de asimetría CP en un barión específico, el lambda 0b, que ha sido publicada en Archive el 21 de marzo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #15asimetría cp en lambda 0bobservación en archive 21 marzobariones bellos y simetría…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…
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 #8simetría cp en varionesfenómeno en otros variones francis villatoro…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…
Héctor Socas plantea una pregunta sobre la relación entre la violación de la simetría de paridad y las violaciones de CIPT, explicando el concepto para los oyentes.
Habla: Héctor SocasSignificado #7 · Palabras #2asimetría cp en variones hl-lhlhc generando artículos científicosmodelo estándar comprensión hl-lhviolación simetría paridad cidtconservación cpt carga paridad tiempocompensación cancelación simetrías físicainteracción débil incumple paridadviolación de cpt en fermionescomponentes izquierda derecha partículasprocesos con interacción débilviolación de la paridadanálisis de colisiones complejasinteracción débil cumple paridadviolaciones ct en interacción débilviolación de simetrías cptparidad implica violación adicionalconservación de cpt según villatorobúsqueda de violaciones cpt…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 y tiempo, y sin embargo P no, quiere decir que C y T tampoco pueden conservarse para que se compense, se cancelen y CPT sí que se conserve. Vale, entonces no estamos buscando a ciegas esas violaciones, tenemos que buscarlas en aquellos procesos donde se viole paridad, ¿no? En esos mismos procesos tiene que violarse también C y T para que se conserve CPT, ¿no? Bueno, en la paridad se... o sea, la interacción débil incumple la paridad, ¿vale? O sea, todo lo que sea interacción débil y todo eso es un proceso de interacción débil. Es decir, que la interacción débil no cumple la conservación de la paridad porque la interacción débil solo ve una de las componentes de todas las partículas. Los fermiones tienen dos componentes, izquierda y derecha, y la interacción débil solo ve las componentes izquierdas de las partículas y las derechas de las antipartículas. Entonces, donde haya interacción débil, en todos estos procesos que involucran varios cuartos, obviamente hay interacciones débiles, son procesos relativamente improbables porque involucran la interacción débil, vamos a observar violación de la paridad. Prácticamente en todo existe la evaluación de la paridad. Pero una cosa es que exista y otra cosa es que seamos capaces de observarla con el método tan sucio de análisis de las colisiones, que son colisiones muy complejas, y entonces tenemos que son los sucesos que incumplen la consideración de la paridad pueden llegar a ser muy muy improbables como en este caso. Vale, vale, o sea es un problema de no verla porque digo si la interacción débil no cumple la paridad, entonces tampoco cumple CT, o sea que en esa misma interacción debería haber también esas violaciones de CT pero otra cosa es que la pueda detectar, claro, o sea estamos buscando donde pensamos que la podemos detectar, o sea en interacción débil tú violas P o violas C o violas T o violas las combinaciones CP, CT, PC. Lo que cumples es CPT: claro, exacto; pero como sabes que violas P, eso quiere decir automáticamente que alguna de las otras también la tienes que violar para que se cumpla CPT. Por eso digo que por lo menos ahí debe estar también, pero entiendo que lo que me estás diciendo es que no es tan relevante plantearse dónde está, sino dónde podemos buscarla, ¿no? Claro, la idea es entender bien, la física de los hadrones es muy complicada, ¿vale? Los hadrones son objetos compuestos extremadamente difíciles porque alta energía, las energías del LHC son energías en las que un hadrón prácticamente es una distribución…
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 #4 · Palabras #4asimetrías carga conservada desconocidasimetrías discretas modelo estándarinvariancia cpt en el modelo estándarteoría no invariante cpt tomás vilateorías alternativas invariantes cptincumplimiento física cuántica relatividadmodelo estándar electrodinámica cuánticaasimetrías continuas gauge 1 su2 su3…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 relatividad. Entonces, uno intenta construir la teoría que sea invariante CPT para evitar ese tipo de defectos, pero bueno, eso pueden ser virtudes en ciertas teorías. En cuanto a asimetrías continuas, obviamente, es decir, el modelo estándar, o sea, lo que nació fue la electrodinámica cuántica; la electrodinámica cuántica se extiende con la electrodébil y con la cromodinámica cuántica y lo que ese proceso de pasar de una asimetría continua local de tipo gauge 1 a SU2 a SU3, todo el mundo desde 1973 tiene súper claro que es un proceso que se puede continuar. O sea que se están buscando nuevas interacciones, es decir, nuevas simetrías gauge en la naturaleza. Otra cosa es que la naturaleza las tenga y otra cosa es que las tenga en la energía en la que podamos observarla y otras cosas es que tengamos los…