El problema de Ozma

El "problema de Ozma" fue acuñado por Martin Gardner en su libro "El universo ambidiestro" , basado en el Proyecto Ozma.. Gardner afirma que el problema de explicar la convención izquierda-derecha de los humanos surgiría si entablamos comunicación (por ondas de radio, no se permiten imágenes) con vida en otro planeta. Podemos pedirles a los extraterrestres que realicen cualquier experimento que quieran. Se afirma que los experimentos clásicos con imanes, corrientes eléctricas, polarización de la luz, giroscopios, etc. no pueden resolver el problema. El único experimento simple que resuelve el problema es el decaimiento beta en el que la paridad no se conserva y esto puede usarse para distinguir las relaciones espaciales izquierda-derecha de los humanos. Pero todo esto es bastante antiguo, la violación de la paridad en interacciones débiles fue probada experimentalmente en los años 50 por Chien-Shiung Wu.

Tiendo a mirar el dorso de mis manos con los dedos y los pulgares estirados, la mano izquierda tiene una bonita forma de 'L'. Aunque no estoy seguro de que esto vaya a funcionar para esos alienígenas ;-)
Sigue siendo cierto que las violaciones de la simetría de paridad de carga se derivan únicamente de las interacciones débiles y, por lo tanto, son más fácilmente visibles en las desintegraciones nucleares y similares. Por qué solo la interacción débil viola CP y no la fuerza fuerte también sigue siendo un problema abierto.
La violación de CP, así como de P simple, le permite establecer tanto una convención de preferencia absoluta como si usted y su corresponsal distante son lo mismo o antimateria con respecto al otro.
Re "no se permiten imágenes": no creo que esta sea la forma correcta de poner la restricción. Los extraterrestres pueden mirar nuestras señales de televisión y descubrir cómo convertirlas en imágenes (como en la película "Contacto"). Pero no tienen forma de saber si voltear las imágenes, por lo que no les sirve de nada. Creo que lo que es más relevante es que queremos descartar cualquier punto de referencia externo mutuamente observable (Galaxia de Andrómeda,...) o la transmisión física de cosas con la mano (las ondas de radio están polarizadas a la derecha,...)
Ben Crowell dio en el clavo. Si quieres que los extraterrestres averigüen derecha/izquierda a través de un experimento de física fundamental (es decir, una medida de algo que no preparamos), entonces la descomposición beta es probablemente la forma más fácil. Pero dado que su problema plantea que nos comunicamos por ondas de radio, podemos enviarles ondas de radio polarizadas circularmente y decirles que midan cómo gira el campo eléctrico en el tiempo con respecto al eje de propagación.
@qftme, "Sin embargo, no estoy seguro de que esto vaya a funcionar para esos extraterrestres ;-)" En alemán tenemos una "ayuda" irónica para alguien que no está seguro acerca de la izquierda y la derecha: "la derecha está allí, donde queda el pulgar" := )

Respuestas (1)

No he leído ese libro, pero sí leí la discusión de Feynman sobre (suena como) exactamente lo mismo. Fácil: Dígales a los extraterrestres cómo construir un telescopio, luego describa la configuración de algunas galaxias cercanas a ellos. OK OK, pero supongamos que descartamos eso: No podemos ver ningún objeto en común. Fácil: envíales ondas de radio polarizadas circularmente (gracias @Anonymous Coward). OK OK, digamos que nuestras ondas de radio deben estar polarizadas linealmente. Fácil: Dígales que observen casi cualquier fenómeno relacionado con la fuerza débil, por ejemplo, la desintegración beta del cobalto-60 en un campo magnético. Pero luego hay una trampa más: ¿y si los extraterrestres están hechos de antimateria y en realidad estuvieran observando la desintegración beta de la antimateria-cobalto-60? En la discusión de Feynman (si no recuerdo mal), ahí es donde termina: There'

Pero desde 1964, cuando se observó la violación de CP, incluso podemos eliminar esa posibilidad: les decimos a los extraterrestres cómo observar la descomposición de los kaones (por ejemplo) y luego los extraterrestres pueden averiguar si están hechos de (lo que llamamos) materia. o antimateria, y por lo tanto pueden averiguar qué camino es izquierdo y derecho sin más ambigüedad. Así que supongo que ese aspecto es una ligera actualización de las descripciones anteriores a 1964.

Observar la descomposición de los átomos en un campo magnético es algo bastante simple de hacer según los estándares de los experimentos de física de partículas. No conozco ningún experimento que viole la paridad que sea mucho más simple que eso. Solo tiene que involucrar a la fuerza débil.

¿Puedes explicar cómo averiguarían exactamente si están hechos de materia o antimateria a partir de la descomposición de los kaones?
"OK OK, digamos que nuestras ondas de radio deben estar polarizadas linealmente" Nah. Vamos a encender y apagar Rigel en código Morse...
@ANKU -- No. Tengo la fuerte impresión de que debería ser posible, pero no lo suficiente como para detallar el procedimiento. Supongo que podría estar equivocado. Tal vez alguien más informado pueda ayudar... :-)
Gran respuesta. Todo esto se explica muy bien en el video de física de minutos "Cómo distinguir la materia de la antimateria | Violación de CP y el problema de Ozma" youtube.com/watch?v=Elt0Gt9Cb6Q
El problema de Ozma
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