Identificación de partículas y antipartículas

Sí, hasta cierto punto. Una vez que elija cuál de los electrones o positrones se considerará la partícula normal, eso fija su elección para los otros leptones, debido a la mezcla de neutrinos. De manera similar, elegir un quark para que sea la partícula normal fija la elección de los otros sabores y colores de los quarks. Pero no puedo pensar en una razón dentro del modelo estándar que requiera que tomes las decisiones correspondientes para leptones y quarks.

En términos de partículas, puede pensarlo así: digamos que comienza eligiendo el electrón para que sea la partícula y el positrón para que sea la antipartícula. Entonces puede distinguir los neutrinos electrónicos y los antineutrinos electrónicos porque en los procesos de desintegración débil, siempre se produce un electrón con un antineutrino y un positrón con un neutrino normal. Entonces, debido a las oscilaciones de los neutrinos, puedes identificar las otras dos especies de neutrinos que oscilan con los antineutrinos electrónicos como los propios antineutrinos, y a su vez puedes identificar el leptón muón y tau a partir de la producción asociada con sus correspondientes antineutrinos.

En términos de QFT, la cantidad relevante (casi) conservada es la " paridad de carga", el valor propio de la combinación de operadores$\mathcal{CP}$.

Identificación de partículas y antipartículas

Buena pregunta. Es agradable ver a alguien pensando en la física. Lástima que sea una vieja pregunta, pero bueno, nunca es demasiado tarde para la física.

La identificación de un electrón como partícula y del positrón como antipartícula es una cuestión de convención. Vemos muchos electrones a nuestro alrededor, por lo que se convierten en la partícula normal y los positrones raros e inusuales se convierten en la antipartícula.

Sí. Es una cuestión de convención. No es una cuestión de propiedades de las partículas. Piense en una tabla de 2 x 2 y enumere las propiedades del electrón, el positrón, el antiprotón y el protón.

Mi pregunta es, cuando ha elegido el electrón y el positrón como partícula y antipartícula, ¿identifica esto automáticamente a todas las demás partículas (¿todos los demás fermiones?) como normales o anti?

No. No, a menos que hagas física "por convención" en lugar de mirar la evidencia científica sólida.

Por ejemplo, el protón es una partícula, o más bien lo son los quarks en su interior.

Olvídate de los quarks. Nunca hemos visto un quark libre:

_{Crédito de la imagen CSIRO, ver El Big Bang y el Modelo Estándar del Universo}

Sigamos con la evidencia científica sólida. Centrémonos en las cuatro partículas masivas estables. Uno de los cuales es el protón.

Al considerar las interacciones de un electrón con un quark dentro de un protón, ¿podemos encontrar algo, por ejemplo, una cantidad conservada, que identifique naturalmente ese quark como una partícula en lugar de una antipartícula?

No.

¿O también tenemos que ampliar nuestra convención para decir que un protón es una partícula en lugar de una antipartícula?

No, no tenemos que hacerlo. Por supuesto que podríamos, y luego podríamos lamentar el misterio de la antimateria desaparecida. Podríamos esconder la asimetría leptónica debajo de la alfombra y maravillarnos con la asimetría bariónica, y ponerla en la portada de las revistas.

Para completar la familia supongo que se aplicaría la misma pregunta a los neutrinos.

Olvídate del neutrino. La gente clasifica al neutrino como un leptón "por convención" en lugar de mirar la evidencia científica sólida. El neutrino se mueve en c o tan cerca de c que no puedes notar la diferencia. Su masa es tan cercana a cero que no se nota la diferencia, al igual que su carga. Veamos ahora, ¿a qué partícula te recuerda eso? ¡Ay, el electrón!

En cuanto a la idea central de su pregunta, consulte este artículo sobre el positronio que dice "en una primera aproximación, puede considerarse como una especie de átomo de hidrógeno ligero". El positronio es un átomo exótico de vida corta , compuesto por un electrón y un positrón. Llamamos materia al electrón y antimateria al positrón. Y el positronio es como el hidrógeno ligero. Entonces, ¿por qué llamamos materia al hidrógeno? Desecha esa convención y podrías decir justificadamente que el protón es la antimateria y el antiprotón es la materia, y luego decir que el hidrógeno también es un átomo exótico. Especialmente porque la asimetría bariónica está contrarrestada por la asimetría leptónica.. Más bien creo que es algo así como un juego de dobles mixtos en tenis. Un lado siempre iba a ganar, y ganó. Pero luego llamamos al equipo ganador el asunto . Y ahora nos preguntamos por qué las damas perdieron, cuando en realidad no lo hicieron: