Partículas elementales - ciencia y tecnologia.

« C y D con momentos pC y pD.

Llamemos R a esta reacción: A + B → C + D (R) Si las partículas A y B con momentos - pA y -pB producen las partículas C y D con momentos - pC y -pD con la misma probabilidad que R, significa que la reacción es invariante bajo paridad ( P). 5.3 Simetría de conjugación de carga (C) Para ilustrar el principio de simetría de conjugación de carga emplearemos la misma reacción R.

Si se sustituyen las partículas A, B, C y D por sus antipartículas Ā, ,  y  , R se convierte en la siguiente reacción (que puede o no tener lugar en la realidad): Ā +  →  +  C(R) Llamemos a esta reacción hipotética C(R) : es la reacción conjugada de R.

Si C(R) tiene lugar y se produce con la misma probabilidad que R, la reacción es invariante bajo conjugación de carga (C). 5.4 Simetría de inversión temporal (T) El principio de simetría de inversión temporal, o reversibilidad del tiempo, se define de forma similar.

El principio afirma que si una reacción R es invariante bajo T, la probabilidad de la reacción inversa C + D → A + B T(R) es igual a la probabilidad de R. 5.5 Simetría e intensidad de las interacciones Se ha demostrado que los cuatro tipos de interacción presentan clases de simetría muy diferentes.

Antes de 1957, se creía que la simetría de reflexión espacial (oconservación de la paridad) se daba en todas las interacciones.

En 1956, los físicos estadounidenses de origen chino Tsung Dao Lee y Chen Ning Yang indicaron que enrealidad no se había comprobado la conservación de la paridad en la interacción débil, y sugirieron varios experimentos para hacerlo.

Uno de ellos fue realizado al añosiguiente por la física estadounidense de origen chino Chien-Shiung Wu y sus colaboradores: descubrieron que la paridad no se conservaba en esa interacción.

Laconsecuencia fue el descubrimiento de que las partículas emitidas en la interacción débil tienden a mostrar “quiralidad”, una relación determinada entre su espín y susentido de movimiento.

En particular, los neutrinos ve y vµ, que sólo están implicados en las interacciones débil y gravitatoria, siempre tienen un espín levógiro; es decir, el espín de la partícula tiene sentido opuesto a su movimiento.

Los físicos estadounidenses James W.

Cronin y Val L.

Fitch y sus colaboradores descubrieron en 1964 que lainteracción débil no es simétrica bajo inversión temporal. 5.6 Simetría y quarks Murray Gell-MannEl físico estadounidense Murray Gell-Mann fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1969 por sus investigaciones sobre lasinteracciones de las partículas elementales.

En 1963, independientemente del físico estadounidense George Zweig, propuso elconcepto de quark.© The Nobel Foundation La clasificación de las partículas elementales se basa en sus números cuánticos, por lo que está muy relacionada con las ideas sobre simetría.

Basándose en estasconsideraciones, los físicos estadounidenses Murray Gell-Mann y George Zweig propusieron independientemente en 1963 que los bariones y los mesones están formadospor componentes más pequeños, que Gell-Mann llamó quarks.

Sugirieron tres tipos de quark, cada uno con su correspondiente antiquark.

Se han acumulado pruebasindirectas muy convincentes del modelo de quark para los bariones y mesones, sobre todo después de que, en 1974, los físicos estadounidenses Samuel C.

C.

Ting y BurtonRichter descubrieran las partículas Ji-Psí.

Actualmente se acepta de forma generalizada la existencia de seis tipos de quark. 6 TEORÍA DE CAMPO DE LAS INTERACCIONES Hasta mediados del siglo XIX se creía que las interacciones o fuerzas fundamentales actuaban a distancia.

El científico británico Michael Faraday lanzó la idea de que lasinteracciones se transmiten de un cuerpo a otro a través de un campo.

El físico británico James Clerk Maxwell dio forma matemática a las ideas de Faraday, con lo queestableció la primera teoría de campo, que incluye las ecuaciones de Maxwell para las interacciones electromagnéticas.

En 1916, Albert Einstein publicó su teoría de lainteracción gravitatoria, que se convirtió en la segunda teoría de campo.

Hoy se cree que las otras dos interacciones, nuclear fuerte y débil, también pueden ser descritaspor teorías de campo. Con el desarrollo de la mecánica cuántica, en las décadas de 1930 y 1940 surgieron ciertas dificultades en relación con las teorías de campo, dificultades relacionadas conlos campos extremadamente intensos que deben existir en las inmediaciones de una partícula; se denominaron dificultades de divergencia.

Estos problemas fueroneliminados en parte por un método llamado renormalización, desarrollado en los años 1947-1949 por el físico japonés Shin’ichir ō Tomonaga, los estadounidenses Julian S.Schwinger y Richard Feynman y el físico estadounidense de origen británico Freeman Dyson.

Los métodos de renormalización mostraron que las dificultades de divergenciapueden aislarse y eliminarse de forma sistemática.

Este proyecto logró grandes éxitos prácticos, pero la base de la teoría de campo sigue siendo poco satisfactoria. 6.1 Unificación de las teorías de campo Sheldon Lee GlashowEl físico estadounidense Sheldon Lee Glashow fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1979 por el desarrollo de una teoríaque unificaba las interacciones electromagnética y nuclear débil.© The Nobel Foundation Los cuatro tipos de interacción son muy distintos entre sí.

El esfuerzo para unificarlos en un único todo conceptual fue iniciado por Albert Einstein antes de 1920.

En 1979,los físicos estadounidenses Sheldon Glashow y Steven Weinberg y el físico paquistaní Abdus Salam compartieron el Premio Nobel de Física por su trabajo en un modelo queunificaba con éxito las teorías de las interacciones electromagnética y débil.

Esto se logró empleando una teoría matemática conocida como simetría de gauge que fue. »