¿Kaon decay, etc. prueba "violación de CP" o simplemente "violación de CP o CPT"?

Shlomo Sternberg (profesor de matemáticas en Harvard) escribió un libro llamado "Teoría de grupos y física". En p156 ( enlace ) hay un extraño comentario improvisado:

"Los experimentos realizados en 1964 por Fitch y Cronin parecen indicar que CP no se conserva. No entiendo completamente los problemas involucrados en la interpretación correcta de este experimento, que muestra claramente que CP y CPT no se conservan. Se sigue de la los axiomas de localidad, que la teoría cuántica de campos implica que CPT es una simetría de la naturaleza y, por lo tanto, que CP se viola en el experimento de Fitch-Cronin. No me extenderé en este libro".

No puedo encontrar ninguna otra publicación donde el Prof. Sternberg elabore sus puntos de vista sobre esto. Pero obviamente sospecha que CP es una simetría exacta mientras que CPT no lo es.

Entonces la pregunta es: (1) ¿El experimento de Fitch-Cronin (o cualquier otro) refuta el CP? ¿O solo "muestra que CP y CPT no se conservan "? (2) Si es lo último, ¿es remotamente plausible que CPT sea falso? (¿Qué tan universal es el teorema CPT? ¿Se mantiene incluso en la teoría de cuerdas?)

Bien, acabo de encontrar esta revisión de PDG . No entiendo los detalles, pero aquí está mi impresión: la violación de CP y la violación de CPT afectan el decaimiento de kaon pero con diferentes firmas experimentales; la gente ha medido ambos de forma independiente; la infracción CPT es cero mientras que la infracción CP es distinta de cero. ¿Alguien puede confirmar que estoy entendiendo esto correctamente? ¡Gracias!

Respuestas (1)

CPT es un teorema general de las teorías cuánticas de campos:

Específicamente, el teorema CPT establece que cualquier teoría de campo cuántico local invariante de Lorentz con un hamiltoniano hermitiano debe tener simetría CPT.

Cuestionar la invariancia de CPT es cuestionar los fundamentos de la teoría de la física moderna, que es probablemente la razón por la que no puede encontrar nada al respecto. La etiqueta de "chiflado" se pega fácilmente a las teorías que niegan la invariancia de Lorenz, por ejemplo, porque se basa en pruebas experimentales sólidas. Los hamiltonianos hermitianos describen la plétora de datos físicos y son la base de la descripción mecánica cuántica de la naturaleza. La localidad es también una condición sine qua non en la teoría de la física convencional.

Ahora hay una serie de experimentos que muestran la violación de CP, {una partícula se intercambia con su antipartícula (simetría C), y la izquierda y la derecha se intercambian (simetría P).}, sin necesidad de invocar el teorema CPT, excepto para señalar que la inversión del tiempo no es válida para estas reacciones.

¡Más uno, Ana! ;-)
Mi pregunta principal fue: ¿Los experimentos de violación de CP realmente prueban "violación de CP" o simplemente "violación de CP o CPT"? Su respuesta es, "una serie de experimentos muestran una violación de CP", y vincula al artículo de wikipedia sobre experimentos que violan CP. Esto no es útil: mi pregunta principal es si estos experimentos se interpretaron correctamente. ¿Es necesario o no el supuesto CPT? Incluso si confiamos al 100% en CPT, todavía puedo preguntar "¿La suposición de CPT es parte del análisis de datos experimentales?" ¿Ha trabajado en los detalles del experimento para confirmar que CPT no está involucrado?
Como traté de afirmar, CPT es axiomático (un teorema depende de los axiomas de la teoría) en las principales teorías de la física de partículas. Axiomático significa lo mismo que axiomas en matemáticas. Entonces, las violaciones de CP significan que T se viola para compensar.