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José EdelsteinFrancis VillatoroHéctor Socasviolación simetría paridad cidtconservación cpt carga paridad tiempocompensación cancelación simetrías físicainteracción débil incumple paridadviolación de cpt en fermionescomponentes izquierda derecha partículasprocesos con interacción débilCPTHéctor SocasFrancis VillatoroMadangusimetría PTomás VilaModelo EstándarSU2SU3Yansimetría CPSpininvariancia LorentzCERNLHCbPremio Nobel
Violación de CPT en Fermiones
Con
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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.
…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…
Significado #11 · 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 #17 · Palabras #7violación simetría carga paridad cernexperimento lhcb publicación recientepremio nobel interacción débil madanguviolación simetría cp años 50teorías gays predicen violacionesli y yan resultado 1957átomo con cargas invertidassimetría carga física equivalenteviolación simetría diferencia observableteorema cpt spin estadísticasimetría combinada cp teoría cuánticainvarianza relativista leyes físicas cuánticascambio cargas simetría especular inversión temporal…esté por encima del listón. O sea, dos que estén por debajo no se pueden ver. Es una obviedad, un poco, si uno lo piensa. Pero eso quiere decir que el primer contacto de civilizaciones poco avanzadas necesariamente tiene que ser con una muy avanzada. Bueno, En fin, vamos a hablar ahora de otro tema: porque Francis en el CERN, el experimento LHCb, ha publicado un resultado sobre violación de la paridad, o sea, violación de la simetría carga paridad. Sí, ese es un tema que a priori, bueno, un tema muy estándar, ¿no? Todos sabéis más o menos la simetría CP, la paridad, digamos, es el equivalente a la reflexión en un espejo, reflexión en la coordenada, y la conjugación de carga es cambiar las cargas. Después está la simetría de inversión 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, sería equivalente; verías los mismos procesos ocurrir, ¿vale? Si al átomo le pusieras carga 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 #7 · Palabras #4violaciones 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…
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 #11 · Palabras #1violación simetría paridad cidtconservación cpt carga paridad tiempocompensación cancelación simetrías físicainteracción débil incumple paridadviolación de cpt en fermionescomponentes izquierda derecha partículasprocesos con interacción débil…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…
Héctor Socas continúa la discusión sobre la violación de simetrías, específicamente CPT, tras la explicación previa de Francis Villatoro sobre cómo la violación de la paridad implica la necesidad de violaciones adicionales para cumplir con la conservación de CPT.
Habla: Héctor SocasSignificado #2 · Palabras #2violación de simetrías cptparidad implica violación adicionalconservación de cpt según villatorobúsqueda de violaciones cpt…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 VillatoroPalabras #5asimetrías 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…