¿Las leyes de la física prohíben la conversión directa de partículas en antipartículas?

¿ Las antipartículas solo se pueden crear en la producción de pares ? ¿Cómo/qué leyes de la física prohíben la conversión directa de, por ejemplo, un electrón en un positrón? ¿Un neutrón a un antineutrón?

He visto un comentario de que es termodinámicamente imposible. ¿Verdadero? ¿Cómo exactamente? ¿Alguna otra forma en que es teóricamente imposible?

Cambiar un electrón a un positrón contradiría la conservación de la carga.
@Peter Sí, me di cuenta de eso, así que también agregué sobre los neutrones.
el neutral k mesón oscila entre materia y antimateria, por lo que lo que dices no es cierto en general.

Respuestas (2)

Depende del tipo particular de partícula. Suponiendo que se cumple el modelo estándar, entonces:

  • Los electrones no pueden convertirse en positrones porque eso violaría la conservación de la carga.
  • Los neutrones no pueden convertirse en antineutrones porque eso violaría la conservación del número bariónico.
  • Cuando lo permiten las leyes de conservación, cualquier partícula puede y generalmente se convierte en su antipartícula. Los ejemplos incluyen kaones neutrales , D 0 mesones y B 0 mesones _ Las oscilaciones de Kaon, en particular, se han medido con una sensibilidad exquisita y proporcionan algunas de las restricciones físicas más fuertes conocidas más allá del modelo estándar.
  • La historia de los neutrinos es más complicada, pero para simplificarlo un poco, todavía no sabemos si pueden o no convertirse en sus antineutrinos.
Vale la pena señalar que la conversión de electrones en positrones también violaría la conservación del número de leptones.
Se debe agregar que las leyes de conservación provienen de observaciones experimentales y son como axiomas adicionales para tomar de las soluciones matemáticas generales del modelo aquellas soluciones que se ajustan a los datos y las observaciones.
Las leyes de conservación de @annav son tan experimentales como teóricas: el teorema de Noether es la base de este último. Recuérdese también el impulso por evitar la propuesta de Bohr sobre la no conservación de la energía en la desintegración beta que llevó a Fermi a postular la existencia del neutrino.
@Ruslan si no fuera por los experimentos, en mi opinión, no existiría ninguna de las leyes de conservación conocidas. Sé que la belleza de las matemáticas convence a muchos físicos de que las matemáticas crean la realidad en lugar de que las matemáticas modelen la realidad.
Los experimentos de @annav son solo un montón de números y técnicas. Toda la lógica que generaliza los patrones en estos números y nos permite declarar "leyes" está contenida en la teoría. Entonces, a menos que tenga tanto experimentos como teoría, no tendrá ninguna ley, incluidas las de conservación de nada.
@Ruslan Vemos de manera diferente en esto. Las leyes de conservación del dinero, los productos, el agua, la tierra, etc. llegaron mucho antes de que las matemáticas fueran realmente dominantes.
@annav Pero esas cosas no se conservan.
@user76284 pero por supuesto que lo son. Toda la economía de las primeras civilizaciones se basó en estas leyes de conservación.
Tenga en cuenta que el exceso de bariones sobre antibariones en nuestro universo sugiere que el número de bariones es solo una simetría aproximada, pero no sabemos cuán aproximada. El neutrón libre tiene una vida útil de decaimiento débil de aproximadamente 10 3 segundos; el tiempo medio para una oscilación neutrón-antineutrón libre no es inferior a 10 8 segundos, basado en buscar cuidadosamente tales oscilaciones y encontrar cero de ellas.
@annav Ver dinero , productos , agua y tierra .
@rob seguro, queremos buscar nueva física, no digo que las leyes de conservación en los datos sean irreversibles, solo que comienzan con los datos y algunos de ellos pueden estar equivocados en diferentes marcos
¿ " Leyes de conservación para el dinero, los productos, el agua, la tierra "? ¿¿Y eso que significa??
@anna eso es una tontería. Las leyes de conservación salen de las ecuaciones tan pronto como intentas hacer algún tipo de ciencia. El universo requiere leyes de conservación para tener sentido. Si tiene alguna expectativa de eventos futuros, se basa en la(s) ley(s) de conservación.
@StianYttervik Excepto que solo aparecen correctamente en modelos matemáticos cuidadosamente seleccionados para que coincidan con la realidad experimental. Las matemáticas son el producto de la imaginación humana y deben disciplinarse mediante la experimentación y la observación para convertirse en física.
@john si saltas de un acantilado, ¿puedes volar o te caerás? Es imposible vivir tu vida sin tener expectativas de causa y efecto. Esto requiere que el universo tenga algún tipo de estructura. Eso a su vez tiene la consecuencia de las leyes de conservación.
@StianYttervik De hecho. Pero esas expectativas provienen de la observación y la experimentación. Las matemáticas los codifica, pero no se originan en las matemáticas.
@JohnDoty cierto. Se puede idear cualquier cantidad de teorías matemáticas con hermosas leyes cuya dependencia funcional no tiene nada que ver con nuestra realidad actual. La ciencia ficción va un paso más allá :)
Esto deja fuera el ejemplo más obvio; El π 0 se convierte en su antipartícula cada vez que suena una campana.

Lo que prohíbe que ocurra una interacción particular son las leyes de conservación aplicables que deben ser obedecidas. En tus dos ejemplos:

  1. La conversión de un electrón en un positrón violaría la ley de conservación de la carga y también violaría la conservación del número de leptones, lo que significa que la reacción mi + → mi − está prohibido.

  2. La conversión de un neutrón a un antineutrón, ya que el número bariónico no se conserva, norte → norte ¯ también está prohibido.

Descubrirá que se permiten otras interacciones solo si se obedecen las leyes de conservación pertinentes.

¿Las leyes de la física prohíben la conversión directa de partículas en antipartículas?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v