Considero que la profunda asimetría en la sensibilidad de las partículas quirales izquierda y derecha es una de las observaciones analíticas más notables capturadas en el modelo estándar. Sin embargo, para algunos, no he encontrado mucho en el camino de las discusiones que se preocupan por por qué un hecho tan verdaderamente notable es cierto. No puedo evitar recordar un poquito de las opiniones sobre los movimientos de los planetas antes de Newton... ya sabes, "son los ángeles los que los empujan, ¡no preguntes por qué!"
En serio, sé que el modelo estándar tiene muchas cosas dadas... pero seguramente alguien ha reflexionado sobre por qué el universo podría exhibir una asimetría tan poco intuitiva y, por lo tanto, interesante . ¿Y tal vez incluso desarrolló algunas especulaciones sólidas o teorías completas sobre por qué existen tales asimetrías quirales en la naturaleza?
¿Existen tales teorías, o esta asimetría es realmente solo un "dado" y nada más?
Seguramente alguien ha reflexionado sobre por qué el universo podría exhibir una asimetría tan no intuitiva y, por lo tanto, interesante.
Como siempre, cuando se trata de teorías físicas válidas e importantes, la razón por la cual el Universo tiene características no intuitivas es simplemente que la intuición es incorrecta. Los argumentos basados en una intuición errónea son irracionales y anticientíficos.
Hablando racionalmente, no existe ninguna razón por la que las leyes de la naturaleza deban ser simétricas a la izquierda y a la derecha. En particular, los campos fermiónicos de espín-1/2 pueden venir naturalmente en piezas elementales que son espinores de 2 componentes. Los espinores de 2 componentes inherentemente permiten una asimetría izquierda-derecha y debido a que los componentes zurdos y diestros de los 4 espinores de Dirac pueden tener diferentes cargas bajo los grupos de indicadores, esta asimetría también se traduce en las interacciones.
Sería inusual y algo improbable si todos los campos de espinores de 2 componentes pudieran combinarse en 4 espinores en los que los pares de campos de espinores de 2 componentes tienen las mismas cargas en todos los grupos de calibre. Los bloques de construcción mínimos son los espinores de 2 componentes y siempre que los combinemos y sus cargas de una manera libre de anomalías de calibre, es una teoría válida. Las teorías simétricas izquierda-derecha forman una fracción pequeña (pero no infinitamente pequeña) de las teorías permitidas.
La forma más correcta de formular su pregunta sería preguntar ¿Por qué hemos creado la intuición de que el mundo debería ser simétrico de izquierda a derecha? La razón es que el mundo es aproximadamente simétrico de izquierda a derecha. Eso es porque a largas distancias, es decir, bajas energías, todas las fuerzas, específicamente la fuerza débil, que hacen que la física asimétrica izquierda-derecha desaparezca porque son causadas por mensajeros masivos (bosones W y bosones Z).
El único grupo ininterrumpido a bajas energías y, por lo tanto, la única fuerza de largo alcance (a excepción de la gravedad), es el electromagnetismo y su grupo. Debajo de ese grupo, hay un emparejamiento de los espinores de 2 componentes y la física es simétrica izquierda-derecha. Esto no es un accidente. el electromagnético , el grupo ininterrumpido, se define como el grupo bajo el cual el condensado de vacío es neutro. Debido a que es neutral pero aún puede convertir los dos espinores de 2 componentes en los espinores masivos de 4 componentes de Dirac entre sí (es lo que hace el término de masa), implica que estos dos espinores de 2 componentes deben tener las mismas cargas bajo este electromagnético .
La oración anterior no se aplica a los neutrinos porque probablemente sean partículas estrictamente neutras descritas por los fermiones de Majorana cuyo "número de grados de libertad" es exactamente el mismo que para un fermión de Weyl de dos componentes.
También se pueden obtener modelos simétricos de izquierda a derecha rompiendo una simetría en un modelo simétrico de izquierda a derecha más fundamental. Sin embargo, realmente no hay un argumento válido conocido que indique que el punto de partida debe ser simétrico de izquierda a derecha.
adición antrópica
De hecho, actualicé la respuesta agregando este párrafo. Existe una razón antrópica por la cual el mundo debería violar mejor simetrías discretas similares. Las leyes de la Naturaleza permiten tanto la materia como la antimateria. Sus propiedades siempre están relacionadas por la simetría CPT. Pero si también hubiera una simetría C exacta o una simetría CP, la materia y la antimateria en el Universo primitivo estarían equilibradas y se aniquilarían entre sí de manera casi exacta. Como queda algo de materia, la simetría no puede ser exacta. Andrei Sakharov en realidad formuló las condiciones de Sakharov necesarias para la bariogénesis. , violación e interacciones fuera del equilibrio térmico. me di cuenta que la violación no está realmente allí, pero está bastante cerca de violación que se encuentra en la lista. La lista es suficiente para decir que las violaciones de las simetrías discretas son necesarias para que exista la vida.
seguramente alguien ha reflexionado sobre por qué el universo podría exhibir una asimetría tan no intuitiva y, por lo tanto, interesante.
Ah, sí, definitivamente. ¡Tengo para uno (aunque no he hecho una contribución significativa a la pregunta)! :)
Hay una serie de modelos "simétricos de izquierda a derecha" que generalmente involucran a un grupo como donde el se rompe espontáneamente por un mecanismo de Higgs. Encontrará una serie de artículos muy citados en InspireHEP .
Siempre he pensado que estos modelos suenan muy interesantes, ¡pero aún no he tenido la oportunidad de trabajar en ellos! Si encuentras algo bueno, házmelo saber. :)
Miguel
Siva
twistor59
Miguel
Motl de Luboš
Motl de Luboš