Como regla general, las partículas masivas (tanto compuestas como fundamentales) tienden a decaer rápidamente debido a la fuerza débil, mientras que las partículas menos masivas tienden a ser más estables. Por lo tanto, los taus tienen una vida más corta que los muones, los quarks top tienen una vida más corta que los quarks charm y todos los mesones y bariones, excepto los protones y los neutrones, son muy inestables. Tengo entendido que esta relación se captura en gran medida en las ecuaciones electrodébiles del modelo estándar.
¿Existen casos notables en los que la tasa de descomposición y la masa de la partícula parecen desviarse experimentalmente de la relación esperada?
Estimado Andrew, primero edité su "anomalía", que debería ser "anomalía". No pude verlo.
En segundo lugar, todas las desintegraciones que menciona usan la fuerza débil y el diagrama elemental de Feynman es siempre el mismo: es un vértice cúbico con un bosón W, un fermión en descomposición y un producto de descomposición fermiónico. Entonces la amplitud es esencialmente .
Sin embargo, lo que depende en gran medida de la masa de los fermiones son los factores cinemáticos: el espacio de fase invariante de Lorentz, si lo desea. La amplitud "universal" anterior tiene que integrarse sobre todos los momentos permitidos de las partículas finales, con el medida. Además, hay para cada partícula inicial.
La "falla del análisis dimensional" más impresionante entre estas desintegraciones débiles es la tasa de desintegración del neutrón ordinario: ¡su vida media es de diez minutos! Esa es una escala de tiempo extremadamente larga, especialmente si la compara con la vida media del top quark, etc., que mencionó. ¡Ambas desintegraciones son impulsadas por el mismo proceso elemental cuya amplitud invariante de Lorentz es esencialmente idéntica! El neutrón es así de estable porque es un poco más pesado que el protón, el principal producto de desintegración, y el espacio de fase para los momentos de electrones y antineutrinos permitidos en el estado final es extremadamente pequeño. (Probablemente hay otras vidas medias igualmente largas de núcleos inestables que se desintegran a través de la desintegración beta, que son solo contrapartes más pesadas del neutrón en descomposición. La desintegración del neutrón también es un caso simple de desintegración beta).
No existe ningún desacuerdo observado entre cualquier decaimiento débil (de una partícula conocida) y la predicción del Modelo Estándar. Eso es un atisbo de un hecho mucho más general: el modelo estándar simplemente funciona universalmente. Si soy el primero que te dice que sí, es una pena.
acechador