¿Qué interacción viola la simetría T?

Mientras leo Peskin y Schroeder (página 64) me encuentro con este

Aunque cualquier teoría relativista de campos debe ser invariante bajo el grupo de Lorentz ortocrónico adecuado, no necesita ser invariante bajo P, T o C. ¿Cuál es el estado de estas operaciones de simetría en el mundo real? Por experimentos, sabemos que tres de las fuerzas de la naturaleza, las interacciones gravitacional, electromagnética y fuerte, son simétricas con respecto a P, C y T. Las interacciones débiles violan C y P por separado, pero conservan CP y T. Pero ciertas interacciones raras Los procesos (todos los observados hasta ahora implican mesones K neutros) también muestran una violación de CP y T. Todas las observaciones indican que la combinación CPT es una simetría perfecta de la Naturaleza.

La pregunta es esta. Como se dijo anteriormente, todas las interacciones conocidas conservan T, sin embargo, se dice que hay procesos que la violan. ¿Cómo es esto posible? ¿A través de qué interacciones ocurren estos procesos?

¿No hubo mediciones de CP que violaran las desintegraciones débiles a través de la mezcla?
Ni siquiera voy a intentar dar una respuesta completa porque todavía soy un novato con SM. Pero hasta donde yo sé, la violación de CP no es el resultado de una violación de CP explícita en términos del módulo de un solo diagrama de Feynman, sino de la interferencia de dos diagramas de Feynman (dos "procesos" o "canales") por un no -CP diferencia de fase invariante. Como todo el lagrangiano es C PAG T -invariante, C PAG actúa igual que T − 1 , tan idéntico T -la violación está implícita si C PAG T es verdad. Entonces, sí, también se debe demostrar la violación experimental explícita de la inversión del tiempo. → Enlace de John Rennie.

Respuestas (1)

La oración en el libro de Peskin y Schroeder de que "las interacciones débiles preservan CP y T" es un poco engañosa, pero en cierto sentido es correcta.

Experimentalmente, se sabe que CP y T se violan y CPT es siempre una simetría. Teóricamente, CPT también es siempre una simetría; el teorema de CPT lo demuestra. La transformación CPT es efectivamente una rotación por π en el t mi z plano en el espacio-tiempo euclidiano que es una simetría debido a la simetría de Lorentz y la analiticidad de la teoría (la conjugación de carga se agrega automáticamente porque al enviar las partículas hacia atrás en el tiempo, se convierten en antipartículas, por lo que la operación geométrica se interpreta físicamente como CPT y no solo PT). Teóricamente, sabemos que CP y T pueden ser violados. Tenga en cuenta que debido a que CPT es siempre una simetría, una teoría es simétrica bajo CP si y solo si es simétrica bajo T.

Hay varios fenómenos físicos potenciales que violan CP y T, incluido el "ángulo theta" de QCD (lo que significaría que la fuerza fuerte también rompe CP y T), pero la única fuente de violación de CP observada experimentalmente es la "fase compleja en la matriz CKM".

La matriz CKM es una transformación unitaria que transforma los estados propios de masa de los quarks de tipo superior en el S tu ( 2 ) W socios superiores de los estados propios de masa de quarks de tipo down. Todas las masas de los quarks son generadas por el mecanismo de Higgs, a partir de los acoplamientos de Yukawa y el vev, y todas las cosas relacionadas con Higgs pueden incorporarse a la "interacción débil". Pero al menos hasta cierto punto, la ruptura conocida del CP ocurre debido a términos de masa que no son "interacciones en absoluto" (son términos cuadráticos en el Lagrangiano, mientras que las interacciones tienen que ser de orden superior). En este sentido, la violación de CP y T no es causada solo por la "interacción débil", solo por una combinación sutil de la interacción débil y sutilezas en las matrices de masa que no importarían por separado si no hubiera interacciones.

En cualquier caso, se sabe que el CP y el T se violan mucho más "inequívocamente" de lo que parece sugerir la formulación en el libro de texto de Peskin-Schroeder. La ruptura de esta simetría está ahí; sus efectos son solo unos pocos órdenes de magnitud más débiles (y menos cualitativos) que los efectos de la ruptura de C y P. Las últimas violaciones de simetría son "inmediatamente obvias" cuando consideramos la fuerza débil, por ejemplo porque los neutrinos observados siempre son zurdos (y los antineutrinos son diestros).

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