¿Qué tal un universo de un protón?

Recientemente he oído hablar de la idea del universo de un electrón de Wheeler. Personalmente, lo encuentro muy hermoso y elegante, pero soy consciente de que tiene muchos problemas.

Sin embargo, tengo curiosidad por qué está restringido a electrones. Seguramente, un antiprotón tiene el mismo aspecto que un protón invertido en el tiempo, y todos los protones tienen el mismo aspecto. Además, sería un poco extraño tener un universo con solo un electrón pero muchos protones. Entonces, ¿por qué no un universo de un protón?

¿Se ha contemplado alguna vez seriamente esta idea? Si no, ¿qué es fundamentalmente diferente entre los dos?

(Si el problema clave es que un protón consiste en quarks, ¿qué tal un universo de un (quark superior) o un universo de un muón?)

Respuestas (2)

La idea de un universo de una partícula funcionaría con partículas elementales estables y de color neutro con una estricta conservación del número. No existen tales partículas. Los electrones pueden convertirse en neutrinos a través de un bosón W y desaparecer de la línea del mundo. Los quarks intercambian colores y ya no son los mismos después de eso. Los protones no son partículas elementales y pueden convertirse en neutrones dentro de un núcleo en interacciones fuertes residuales mediadas por piones. Los muones y los top quarks se desintegran. El punto principal de la idea de Wheeler no era un universo de una sola partícula, sino el hecho de que los positrones pueden verse como electrones que retroceden en el tiempo. Sin embargo, no hay suficientes positrones en el universo para que funcione la idea del universo de un electrón.

no hay suficientes positrones en el universo - tal vez estén escondidos detrás del horizonte cósmico...
@Christoph Si sigue FLRW que produce el horizonte, entonces requiere que el universo sea uniforme. Si no están aquí, no están en ninguna parte. Si sigues algún modelo diferente, digamos, Mielne, entonces no hay horizonte en el sentido de que todo el universo es observable. Bueno, Mielne es un caso especial de FLRW, pero sabes a lo que me refiero.
Lo que requerimos es una uniformidad aproximada de energía-momento, y ¿no estaba el universo primitivo dominado por neutrinos y fotones de todos modos? Así que no creo que esta posibilidad pueda ser inmediatamente excluida sin un argumento que vaya un poco más profundo...
@Christoph ¿Podrían los positrones escondidos detrás del horizonte participar en el universo de un electrón que asume una única línea temporal para todos los electrones y positrones? ¿Puede la materia cruzar el horizonte cósmico? Si es así, entonces tendríamos una invasión masiva de antimateria que aniquilaría el universo visible o tendríamos que hacer un viaje al más allá para ser aniquilados allí. Occam probablemente no lo aprobaría :)
¿Puede la materia cruzar el horizonte cósmico? Claro, pero solo en una dirección.
@Christoph Hmm... ¿Estás seguro? Veo lo que dices, pero considera esto. Digamos que estamos aquí y hay una enorme nube de antimateria esperándonos justo detrás del horizonte. ¿Puede saltar para comernos? No, el diodo cósmico está cerrado en esta dirección. Entonces, ¿podemos saltar y caer en su trampa? No, sería lo mismo que esta fuerza maligna saltando hacia nosotros. Así que nuestra condena de encarcelamiento de por vida es sin libertad condicional, ¿no?

En los sistemas cuánticos (especialmente los sistemas cuánticos de muchos cuerpos), el sistema fermiónico posee paridad numérica fermiónica Z 2 F conservación (mod 2) y la paridad del número fermiónico Z 2 F simetría.

Digamos que los sistemas de cualquier fermión (electrones, protones, quarks) obedecen a la invariancia de simetría:

ψ F → − ψ F ,
para el estado fundamental | Ψ ⟩ y el hamiltoniano H , entonces
| Ψ ⟩ → | Ψ ⟩ ,
H → H .

Me parece que un universo cuántico cerrado (o un sistema cuántico cerrado) que contiene solo un solo (o un número impar de) fermiones (por ejemplo, electrón, protón, quark) se encuentra con el problema de la paridad del número fermiónico Z 2 F se viola la simetría.

La simetría global como esta puede ser una fuerte restricción para un sistema cuántico cerrado.

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