Diferencia de energía entre enantiómeros (materia/antimateria)

¿Anti-Alice toma levo-glucosa y dextro-fructosa en su anti-té?

La supuesta igualdad de la diferencia de energía levo-dextro en nuestro mundo y la diferencia dextro-levo en un anti-mundo se derivaría de la invariancia de CP, pero la invariancia de CP se rompe sutilmente por la fase compleja de la matriz CKM. La evidencia experimental de la violación de CP proviene de${{K}^{0}}\And {{B}^{0}}$decae, pero todavía no hay evidencia correspondiente sobre la violación de CP en leptones. La violación de CP es una condición necesaria pero probablemente insuficiente para la desigualdad, ya que es difícil ver cómo este tipo conocido de violación de CP conduciría a la desigualdad.

Los artículos publicados han calculado pequeñas diferencias levo-dextro en materia ordinaria a partir de interacciones de corriente neutra débil que conservan CP mediadas por${{Z}^{0}}$. Identifican las interacciones electrón-neutrón como el efecto dominante, con la interacción de violación de P${{H}_{PV}}\propto {{(\bar{\psi }{{\gamma }_{0}}\psi )}_{N}}{{(\bar{\psi }{{\gamma }_{5}}{{\gamma }_{0}}\psi )}_{e}}$términos de rendimiento$\propto {{(\mathbf{p}\cdot \mathbf{s})}_{e}}{{\delta }^{3}}({{\mathbf{x}}_{e}}-{{\mathbf{x}}_{N}})$para cada electrón cerca de un núcleo. El$Z$El acoplamiento vectorial de s a los protones es más débil que su acoplamiento a los neutrones, por un factor de$4{{\sin }^{2}}{{\theta }_{W}}-1=-0.11$. Por lo tanto, se puede sumar$(N-0.11Z)(\mathbf{p}\cdot \mathbf{s})\rho ({{\mathbf{x}}_{N}})$sobre núcleos, donde$\rho (\mathbf{x})$denota la densidad electrónica local.

Desde$\left\langle ground|{{H}_{PV}}|ground \right\rangle =0$, estos términos que violan P no tienen efecto sobre la energía en la teoría de perturbaciones de primer orden, pero mezclan estados excitados, en particular estados de triplete con espines paralelos, lo que da como resultado bilocal$\mathbf{s{s}'}\And \mathbf{p{p}'}$correlaciones.

Los artículos continúan argumentando que el término que viola P opera en conjunto con un término de órbita de espín que conserva P.${{H}_{SO}}\propto (\mathbf{E}\times \mathbf{p})\cdot \mathbf{s}=\mathbf{E}\cdot (\mathbf{p}\times \mathbf{s})$, dónde$\mathbf{E}$denota el campo eléctrico de otro átomo cercano. Luego calculan las energías en la aproximación de Born-Oppenheimer, que asume posiciones nucleares fijas. En un ambiente anisótropo, componentes particulares del$\mathbf{s{s}'}\And \mathbf{p{p}'}$las correlaciones pueden ser dominantes. A menos que estos componentes dominantes sean paralelos, su producto cruzado definirá una dirección preferida para$\mathbf{E}$, de ahí la preferencia quiral. La diferencia de energía levo-dextro es de primer orden en${{H}_{PV}}$después de todo.

Referencias:
Bakasov el al: Cálculo ab initio de energías moleculares, incluidas las interacciones que violan la paridad , J Chem Phys 109 (1998) 7263

Quack & Stohner: ¿Cómo la paridad que viola las interacciones nucleares débiles influye en las frecuencias rovibracionales en las moléculas quirales? , Zeitschrift für Physikalische Chemie, 214, 5, 6752703 (2000)

Ampliaré esto más adelante, pero hay una diferencia principal entre los enantiómeros regulares, en los que las partículas son las mismas pero en una configuración diferente, y un enantiómero de antimateria, en el que todas las partículas invierten sus propiedades. En el caso de la antimateria, las relaciones de quiralidad, por ejemplo, siguen siendo las mismas, por lo que no hay cambios en la energía; pero en un enantiómero regular las partículas son las mismas pero en diferentes configuraciones, y las diferencias de energía no conservantes de paridad pueden y han sido calculadas.