jueves, 12 de diciembre del 2019 Fecha
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La Física no duerme

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (0)

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    Se quiere publicar los resultados completos obtenidos en BaBar detector Y Belle

” Durante la última década BaBar y Belle han estudiado la física de la parte inferior y el encanto mesones, leptones tau, estados quarkonium pesados​​, etc, que se produjeron en el PEP-II y anillos KEKB e + e-almacenamiento. Las dos colaboraciones desarrolladas contiuously cada vez más sofisticadas técnicas para extraer la máxima cantidad de información de los datos.

A menudo, estas técnicas se han utilizado en muchos análisis. Sin embargo, como la mayoría de BaBar de y más de 600 publicaciones de Belle son en la revista Physical Review Letters, Physical Review D Rapid Communications, y Physics Letters, donde el límite de páginas impuestas por las revistas no permiten una descripción completa de los análisis, muchos detalles de esta obra nunca se han publicado. La física de los B-Fábricas abordarán este problema proporcionando descripciones de todas las técnicas desarrolladas por los experimentos, y una visión global de las mediciones. Esto proporcionará una referencia esencial para los físicos que trabajan en la próxima generación de Fábricas Súper sabor”

Future Analysis

“Más de ocho años de datos de física de partículas cristalinas se mantienen disponibles para su análisis o re-análisis por lo menos hasta 2018, ahora ese proyecto a largo plazo de acceso a datos de BaBar es completa. El proyecto conserva un conjunto completo de datos de BaBar – todos femtobarns 530-plus inversas de ella – por, en cierto sentido, el tiempo de parada para ello, integrándola en un seguro de las actualizaciones, correcciones de errores y parches capullo computacional. Cualquier cosa que pueda interrumpir el ambiente de computación en donde se guarda cuidadosamente los datos se aloja por una disposición inteligente de los servidores, software y máquinas virtuales en red.

El proyecto BaBar LTDA es parte de un creciente movimiento para preservar los datos conseguidos con tanto esfuerzo para las generaciones futuras, en lugar de permitir que se desvanezca en el olvido, atrapado en medios de almacenamiento que han quedado obsoletas. BaBar tomó datos de las colisiones electrón-positrón en PEP II colisionador de SLAC 1999-2008, mientras que en busca de indicios de por qué la materia y la antimateria no llena el universo en su lugar.

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Photos: Reidar Hahn, Fermilab

Cuando el experimento BaBar en el SLAC National Accelerator Laboratory cerró en abril de 2008, que puso fin a casi nueve años de la toma de datos en las desintegraciones de partículas subatómicas llamadas mesones B. Pero eso era apenas el final de la historia de los 500 científicos que trabajan en el experimento. En noviembre se celebraba la publicación de su artículo 400, y que esperan que los próximos años van a producir al menos 100 más.

No sólo son investigadores BaBar ocupados explorar las sutilezas de sus preguntas originales, pero también están utilizando datos BaBar para arrojar luz sobre otros misterios que pueden y de hecho surgir. Ahora los datos están listos.

“Somos el primer esfuerzo de conservación de datos para llegar a un estado tan madura”, a pesar de los numerosos criterios del proyecto LTDA debía cumplir, dijo Tina Cartaro, coordinador de informática de Babar. Los datos tuvieron que ser fácil de administrar y fácil de mantener con un mínimo de esfuerzo, agregó la coordinadora Tina Cartaro.”

Entre 1999 y 2008, en el acelerador de partículas del SLAC, se produjeron más de 500 millones de mesones B, y sus contrapartidas de antimateria llamados B-bar. Así, los científicos observaron cómo estas partículas incumplían la simetría CP. El problema para observar la ruptura de la simetría T residía en que los mesones B se desintegran irreversiblemente en pocas billonésimas de segundo, impidiendo invertir su situación inicial y final. La solución se ha encontrado mediante la correlación cuántica entre los dos B, que permite que la información de la partícula que se desintegra primero se utilice en ese momento para determinar el estado de su partícula compañera que aún vive. Los investigadores han descubierto que el estado de este último mesón B se transforma en otro unas seis veces más a menudo en un sentido que en el inverso.

Observan la ruptura de simetría temporal en un líquido de spín quiral gracias al efecto Hall anómalo

En física no se deja de experimentar para saber como funciona la Naturaleza y si sus leyes son estables.   Por ejemplo, el magnetismo de un imán es debido a los momentos magnéticos libres (espines) de los átomos que lo constituyen. En un material paramagnético, al aplicar un campo magnético, estos espines se alinean paralelamente al campo, en otro caso están orientados al azar. Un imán permanente es un material ferromagnético en el que el acoplamiento entre los espines es suficientemente fuerte para mantener su alineamiento. Muchos materiales paramagnéticos dejan de serlo a muy baja temperatura debido a una ruptura espontánea de la isotropía (simetría continua de rotación) en su estado fundamental. Un paramagneto cuántico es un material que mantiene su paramagnetismo a temperaturas muy bajas.

“Ruptura de simetría en el tiempo en las leyes de la Física Una investigación liderada por el Instituto de Física Corpuscular, centro mixto del CSIC y la Universidad de Valencia, ha obtenido evidencias de la ruptura de la simetría en el tiempo en las leyes de la Física. El hallazgo, que se publica en la revista Physical Review Letters, ha contado con el apoyo de la colaboración internacional BaBar del laboratorio SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) del Departamento de Energía de Estados Unidos en la Universidad de Stanford (California).

En experimentos previos con partículas conocidas como mesones K y B, se observó que no se cumplía la simetría CP. El teorema CPT indica que, para cualquier sistema de partículas, las simetrías deben mantenerse equilibradas, es decir, si la simetría CP no se cumple, la simetría T tampoco. El investigador Fernando Martínez Vidal añade que “la clave para medir directamente la ruptura de la simetría T nos la dio el experimento BaBar del SLAC, que fue diseñado para el estudio en profundidad de la asimetría entre materia y antimateria”.

“Cualquier indicio de ruptura de la simetría CPT requeriría un serio replanteamiento de nuestro entendimiento de la Naturaleza”

Eso es lo que han dicho reputados físicos reconocidos mundialmente, y, si eso es así (que lo es), parece que estamos entrando en una nueva era del conocimiento. El tiempo discurre inexorablemente. En la historia del universo y en los sistemas complejos, la evolución temporal está asociada al aumento de entropía. Dicho de otro modo, con el paso del tiempo, el desorden siempre crece a partir de una situación inicial más ordenada.

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               El Universo como sistema cerrado está aumentando constantemente su entropía. Acodáos de la sencilla y maravillosa ecuación  S = k log W que figura en la cabecera de la lápida de Boltzmann como reconocimiento a su ingenio.  La sencilla ecuación (como todas las que en Física han tenido una enorme importancia, es la mayor aportaciópn de Boltzmann y una de las ecuaciones más importantes de la Física. El significado de las tres letras que aparecen (aparte la notación para el logaritmo es el siguiente: S es la entropía de un Sistema; W el número de microestados posibles de sus partículas elementales y k una constante de proporcionalidad que hoy día recibe el nombre de constante de Boltzmann y cuyo valor es k = 1,3805 x 10-23 J(K (si el logaritmo se toma en base natural). En esta breve ecuación se encierra la conexión entre el micromundo y el macromundo, y por ella se reconoce a Boltzmann como el padre de la rama de la Física comocida como Mecánica Estadistica.

El tiempo discurre inexorablemente. En la historia del universo y en los sistemas complejos, la evolución temporal está asociada al aumento de entropía. Dicho de otro modo, con el paso del tiempo, el desorden siempre crece a partir de una situación inicial más ordenada.

Para explicarlo, podemos imaginar que vemos hacia atrás una película en la que un jarrón cae al suelo y se rompe en pedazos. Veremos como retroceden las imágenes y las piezas rotas del jarrón se vuelven a juntar para mostrarse de nuevo perecto. Nos percataríamos muy rápido de que lo que observamos es imposible desde el punto de vista de las leyes físicas, porque sabemos que no es posible que los pedazos vuelen del suelo y se ordenen formando un jarrón. Y eso es porque desde nuestro punto de vista, “

                     Lo que se rompe roto queda en el pasado y todo corre hacia el futuro

Ahora bien, para una partícula aislada, el paso del tiempo parece el mismo hacia delante y hacia atrás, es decir, su movimiento es reversible o temporalmente simétrico. Imaginemos que ahora vemos una película en la que aparece una bola de billar que choca contra una banda. Si no nos lo dicen, no seríamos capaces de saber si la proyección de la película va hacia delante o hacia atrás. Esto se debe a que, en ambos sentidos temporales, el movimiento de la bola de billar cumple las mismas leyes físicas. Este concepto se conoce como simetría bajo inversión temporal y nos dice que, en el mundo de las partículas, las teorías físicas son válidas tanto para un sentido de su movimiento como para su inverso, lo que equivale a decir que funcionan igual hacia delante como hacia atrás en el tiempo.

El tiempo tiene una dirección preferente

El investigador José Bernabéu explica: “La ruptura de la simetría temporal o simetría T en física de partículas está relacionada con la asimetría CP existente entre materia y antimateria, necesaria para generar el universo actual de materia en algún momento de su historia. La simetría C afirma que, sabiendo que a cada partícula de la naturaleza le corresponde una antipartícula con carga opuesta, las leyes de la física serían las mismas al intercambiar las partículas con carga positiva con las de carga negativa”.

En el Universo que observamos si existe la antimateria, no la hemos podido localizar de manera innegable y, es posible que ande por ahí y que, incluso, algunos de los fenómenos energéticos de grandes explosiones Gamma que se han detectado pudieran ser el resultado del encuentra de objetos de materia con otros de antimateria pero… ¡No lo sabemos! Si el telescopio Hubble, por ejemplo, captara la imagen de una hermosa galaxias de antimatería, no lo sabríamos, ya que sería exacta a la imagen de la misma galaxia de materia.

 

 

 

Dos representaciones dimensionales de paridad son dadas por un par de estados cuánticos que van entre ellos sobre la paridad. Sin embargo, esta representación puede reducirse siempre a combinaciones lineales de estados; cada uno de ellos es par o impar bajo la paridad. Se dice que todas las representaciones irreductibles de la paridad son de dimensión 1.

 

 

 

 

La paridad es la simetría de Alicia en el país de las maravillas a través del espejo. La simetría P de una ley física indica que dicha ley es invariante si reflejamos el universo en un espejo. La teoría electrodébil de la fuerza nuclear débil en desintegraciones de partículas que involucran neutrinos viola la simetría P lo que fue toda una revolución en su momento (Premio Nobel de Física en 1957, justo un año después del descubrimiento). La cromodinámica cuántica, la teoría de la fuerza fuerte, no viola la paridad (en el mismo sentido que la teoría electrodébil). Sin embargo, como se teorizó hace más de 10 años (Dmitri Karzeev et al., PRL 1998) y se ha descubierto experimentalmente…

Pero hablábamos de simetría y la simetría P, que señala que las leyes de la física permanecerían inalteradas bajo inversiones especulares, es decir, el universo se comportaría igual que su imagen en un espejo. Estas dos simetrías combinadas dan lugar a la simetría carga-paridad o simetría CP. En experimentos previos con partículas conocidas como mesones K y B, se observó que no se cumplía la simetría CP. El teorema CPT indica que, para cualquier sistema de partículas, las simetrías deben mantenerse equilibradas, es decir, si la simetría CP no se cumple, la simetría T tampoco.

La simetría CPT es un principio fundamental de invariancia o simetría de las leyes físicas que establece que bajo transformaciones simultáneas que involucren la inversión de la carga eléctrica, la paridad y el sentido del tiempo las ecuaciones de evolución temporal de un proceso físico y las de un proceso análogo en que:

  1. Conjugación de carga (C).Todas las partículas se sustituyen por sus correspondientes antipartículas.
  2. Inversión de paridad (P). Se invierte la paridad espacial de proceso (esto tiene que ver con el intercambio de derecha e izquierda, y con el cambio en el espin de las partículas).
  3. Inversión temporal (T). Se invierte el sentido del tiempo.

son invariantes y vienen descritos por las mismas ecuaciones y arrojan los mismos resultados. Pero la Física es amplia y podríamos también, hablar aquí de sus teorías como, por ejmplo…

Partículas y campos, clásicos y cuánticos. Las nociones clásicas de partícula y campo comparadas con su contrapartida cuántica. Una partícula cuántica está deslocalizada: su posición se reparte en una distribución de probabilidad. Un campo cuántico es equivalente a un colectivo de partículas cuánticas.

Partículas y campos, clásicos y cuánticos. Las nociones clásicas de partícula y campo comparadas con su contrapartid cuántica. Una partícula cuántica está deslocalizada: su posición se reparte en una distribución de probabilidad. Un campo cuántico es equivalente a un colectivo de partículas cuánticas.

La teoría cuántica de campos es una disciplina de la físicaque aplica los principios de la mecñanica cuántica a los sistemas clásicos de campos contiinuos, por ejemplo, el campo electromanético. Una consecuencia inmediata de esta teoría es que el comportamiento cuántico de un campo continuo es equivalente al de un sistema de partículasn 1 cuyo número no es constante, es decir, que pueden crearse o destruirse. También se la denomina teoría de campos cuánticos, TCC o QFT, sigla en inglés de quantum field theory.

Su principal aplicación es la fñisica de altas energías, donde se combina con los postulados de la relatividad especial. En este régimen se usa para estudiar las partículas subatómicas y sus interacciones, y permite explicar fenómenos como la relación entre espín y estadística, la la simetría CPT, la existencia de la antiomateria, etc.

Dispersión de neutrones. La dispersión inelástica de neutrones en un cristal es el resultado de la interacción de un neutrón lanzado contra los átomos en vibración de la red cristalina. En teoría cuántica de campos, el proceso se modeliza de manera más sencilla al introducir los cuantos de las ondas sonoras del cristal, los fonones, entendiéndolo como la absorción o emisión de un fonón por el neutrón.

Dispersión de neutrones. La dispersión inelásctivca de neutrones en un cristal es el resultado de la interacción de un neutrón lanzado contra los átomosá en vibración de la red cristalina.  En teoría cuántica de campos, el proceso se modeliza de manera más sencilla al introducir los cuantos de las ondas sonoras del cristal, los fonones,  entendiéndolo como la absorción o emisión de un fonón por el neutrón.

Pero sigamos con el Teorema CPT, en vitud del cual la operación combinada de cambiar la conjunción de carga C, la paridad P y la inversión temporal T, denotada CPT, es una simetría fundamental de las teorías cuánticas de campo relativistas. A pesar de todo lo que se diga, no se conoce ninguna experiencia de la violación del Teorema CPT. Cuando C, P y T (o dos cualquiera de ellas) son violadas, los principios de la Teoría cuántica de campos relativista no se ven afectados. Sin embargo, la violación de la invariancia CPT cambiaría drásticamente los fundamentos de la teoría cuántica de campos relativista. No se conoce si las supercuerdas  o las supersimetrías obedecen versiones del Teorema CPT.

La simetría CPT es una simetría fundamental de las leyes físicas bajo transformaciones que implican la inversión simultánea de la carga, la paridad, y el tiempo.  Una consecuencia de esta derivación es que la violación de la CPT indica automáticamente una violación de Lorentz. La implicación de la simetría CPT es que una “imagen en espejo” de nuestro universo – con todos los objetos que tienen sus posiciones reflejadas en un plano imaginario, toda momentos invierte y con toda la materia reemplazado por antimateria – evolucionaría exactamente bajo nuestras leyes físicas. La transformación CPT convierte nuestro universo su “imagen en espejo” y viceversa en. La simetría CPT es reconocida como una propiedad fundamental de las leyes físicas.

La teoría de las partículas elementales considera tres formas básicas de simetría: simetría especular, simetría de carga y simetría temporal (en el lenguaje de la física la simetría especular es denominada P, de paridad; la simetría de carga, C y la simetría temporal,T).

En la simetría especular todos los sucesos ocurren exactamente igual si son observados directamente o reflejados en un espejo. Ello implica que no existe ninguna diferencia entre izquierda y derecha y nadie sería capaz de distinguir su propio mundo de otro reflejado en un espejo. La simetría de carga predice que las partículas cargadas se comportarán exactamente igual que sus antipartículas, las cuales tiene exactamente las mismas propiedades pero carga opuesta. Y de acuerdo con la simetría temporal, las cosas sucederían exactamente igual con independencia de que el tiempo transcurra hacia delante o hacia atrás.

Publica emilio silvera

Fuentes diversas.

 


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