¿Por qué está prohibida esta interacción de partículas?

¿Por qué está prohibida esta interacción?

v mi + v ¯ mi → k + + k −
El número de leptones se conserva, la carga se conserva, el número de bariones es irrelevante ya que estos son mesones. La energía se conserva ya que podríamos colisionar estos dos neutrinos (y anti) con cualquier energía requerida para producir los dos mesones. Los neutrinos solo interactúan a través de la fuerza débil, por lo que, si fuera posible, sería una descomposición débil. No es necesario conservar la paridad, ya que sería una interacción débil. Lo único que me molesta es que el sabor del quark (y la extrañeza) no se conserva, pero pensé que esto se permitía a través de una interacción débil. ¿Quizás es el impulso?

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Creo que este proceso está permitido y aquí está mi intento en el diagrama de Feynman de orden más bajo, ¿parece correcto?

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Segundo intento de un diagrama de Feynman, siguiendo los comentarios realizados.

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? ¿Qué te hace sospechar que el sabor del quark, incluida la extrañeza, no se conserva?
¿Cómo llegaste a la conclusión de que el decaimiento está prohibido? ¿Podría e+ e- producir dos mesones pseudoescalares débilmente a través de una Z , en principio ?
Pensé que tener quarks en los productos pero no en los reactivos significaba que el sabor de los quarks no se conservaba, pero supongo que eso es una tontería. También se conserva mi extraña extrañeza. Simplemente no estoy seguro de cómo dibujaría el diagrama de Feynman. ¿Podría echar un vistazo a la publicación original, he agregado un intento en el diagrama de orden más bajo, podría decirme si se ve bien?
@NormalsNotFar Estoy confundido acerca de por qué incluye el diagrama en su pregunta. ¿Estás preguntando sobre el proceso general? v mi v ¯ mi → k + k − , o está preguntando acerca de la interacción específica que se muestra en el diagrama?
Hola David Z, agregué el diagrama en respuesta a los comentarios anteriores. Lo que realmente quería saber era si esta reacción estaba permitida o prohibida. Mis pensamientos iniciales fueron que no era posible (solo un presentimiento), pero no podía decir por qué. Entonces el comentario de Cosmas me hizo replantear mi decisión. Ahora creo que este proceso está permitido, ya que no veo que se viole ninguna ley de conservación. Ahora he intentado dibujar el diagrama del proceso, para que alguien pueda decirme si es correcto o no.
No, tu diagrama es imposible, como señalan. ¿Por qué no considerar los dos ν fusionándose en una Z que luego se resuelve en una s s ¯ con un tu tu ¯ saliendo de los gluones emitidos (fuertemente)? ¿Apreciarías cuán absurdamente débil sería esto?
Ok, eso definitivamente suena mucho más satisfactorio que mi intento. Por favor, vea mi publicación original para el nuevo diagrama. Sin embargo, tengo una pregunta; ¿Puede el bosón Z resolverse en un par au ubar o como un par sbar o solo puede ir como un par sbar? ¿y por qué?
La Z puede resolverse en cualquier par de fermiones débilmente cargados.
Bueno, los bosones Z no pueden violar la conservación del sabor (extrañeza), pero los bosones W sí pueden.

Respuestas (3)

Su primer diagrama es incorrecto , ya que no hay vértice en una teoría invariante de Lorentz donde se encuentran tres fermiones y un vector.

Sin embargo, no veo por qué dices que la interacción está prohibida. Seguramente sería increíblemente suprimido ya que las amplitudes son extremadamente débiles, pero no veo ningún problema con el diagrama (por ejemplo):

Ejemplo de diagrama

Observe que los quarks se mezclan, por lo que el vértice W s tu está allí, aunque suprimido por un elemento fuera de la diagonal de la matriz de mezcla de quarks Cabibbo-Kobayashi-Maskawa. La interacción está permitida .

(Acabo de ver el segundo diagrama que dibujaste , que es otra contribución válida, e incluso mucho más relevante en magnitud, a la amplitud total).

EDITAR: Una buena referencia para el modelo estándar que, en mi humilde opinión, puede aclarar la confusión del curso para principiantes es "Fundamentos de física y astrofísica de neutrinos" de Giunti & Kim (2007, Oxford University Press), capítulo 3.

esto es aún más improbable que el Z0 ya que tiene cuatro vértices débiles
Claro, de hecho, señalé esto en mi respuesta. La pregunta era si estaba permitido , y dibujé este para impugnar una respuesta anterior (incorrecta, ahora eliminada) que afirmaba que no puede hacerlo con W y líneas de electrones.
Esta reacción solo tendrá una sección transversal baja (no sucederá mucho). Es una reacción complicada y la reacción con la aniquilación en el bosón Z es un poco más probable.

Soy muy malo dibujando en "pintura", pero el proceso puede ir como

antineutrino +neutrino a Z0 , Z0 a s antis (o up antiup), un vértice de gluón del quark a up antiup (o quark extraño antistrange) los paréntesis son el diagrama alternativo. ,

diagnóstico

Entonces no está prohibido , tiene dos vértices débiles y una sección transversal muy pequeña.

El problema con este proceso es que no hay ningún término en el modelo estándar que permita el acoplamiento de un fermión, un bosón W y un par quark-antiquark. Incluso con el neutrino sin carga, debe tomar en serio esta flecha que dibuja en la línea de fermiones, por lo que el flujo de fermiones se viola en estos puntos de interacción. Además, solo puede acoplar neutrinos con la presencia de un electrón o un positrón respectivamente (lo mismo para familias de leptones superiores)

El problema que tengo con esto es que este curso es de nivel muy principiante, solo sirve como introducción. Dado que esto era parte de una pregunta en un examen, esperaría que nos hubieran enseñado por qué este proceso está permitido o no. Su respuesta parece estar más allá del alcance de nuestro curso, a menos que esté malinterpretando.
Si te enseñan algo sobre los diagramas de Feynman, "tienes que seguir las reglas al dibujar diagramas" debería estar dentro del alcance del curso.
Sí, pero obviamente las reglas pueden volverse bastante complejas, y algunas ciertamente no son triviales.
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