Violacion de paridad de carga
Según la teoría de Dirac, la conversión de energía en materia, exige al mismo tiempo la misma cantidad de antimateria. Entonces, ¿dónde está la antimateria?
En 1964, dos físicos de la Universidad de Princenton probaron que el kaón o mesón K se desintegra a una tasa ligeramente diferente que su antipartícula. Si las partículas de materia se desintegran a una tasa diferente a las de antimateria, ¿podría esto responder a la pregunta de por qué casi no se detecta antimateria en el universo conocido?
Una colaboración internacional de físicos del Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) descubrió la segunda prueba del diferente comportamiento entre materia y antimateria, ya que también es diferente la tasa de desintegración entre el mesón B y su antipartícula(pasa lo mismo con los mesones D), trabajo publicado en la revista Physical Review Letters.
Según Stewart Smith, portavoz del trabajo de colaboración, "después de 37 años de búsqueda de futuros ejemplos de violación de paridad de carga (CP), los físicos ahora conocen que hay al menos dos tipos mas de partículas subatómicas que exhiben este misterioso fenómeno, pensando que es responsable de la gran preponderancia de materia en el Universo".
La colaboración internacional incluye a más de 600 científicos e ingenieros de 73 instituciones de Canadá, China, Francia, Alemania, Gran Bretaña, Italia, Noruega, Rusia y EE.UU. Ellos construyeron y han estado operando el sofisticado detector BABAR, de 1.200 toneladas y que fue usado para hacer el Discovery.

                                                            
El detector graba las ligeras distinciones entre la descomposición de los mesones B y sus correspondientes partículas de antimateria, que pueden llamarse anti-mesones B. Ambas son cinco veces más pesados que los protones y sobreviven sobre una trillonésima de segundo.
Para las medidas, calcularon un parámetro llamado sin 2b (sin dos betas), que expresa el grado de asimetría entre materia y antimateria. Este parámetro tiene un valor distinto del cero, lo que evidencia que también los mesones B y sus antipartículas cumplen la violación de la paridad. En concreto, el valor que han dado es: sin 2b = 5,590 +/- 0,14, que es sustancialmente diferente de cero.

 

Sistema de kaones neutros:

                                
nEl estado K02, que es CP = -1, no puede desintegrarse en 2 piones si CP es una simetría conservada para las interacciones débiles.
nEl experimento de Christenson, Cronin y Fitch, en 1964,  mostró que K02 puede desintegrarse en dos piones, confirmando que las interacciones débiles violan CP. Este descubrimiento llevo a un cambio de nomenclatura para los kaones neutros: K0S el kaón de vida corta (CP = +1) y K0L el de vida larga (CP = -1).
nUn blanco de Be es bombardeado con un haz de protones, con un haz de kaones de vida larga, neutrones y radiación débil como resultado. El detector son 2 espectrometros, cada uno con una cámara de centelleo, separados por un imán, que proporciona medidas de momento. 

                                   

El trigger de las cámaras de centelleo esta alineado con el funcionamiento de los centelladores y los contadores de Cherenkov.

nEl background presente consiste de la desintegración típica de K0L3π así como desintegraciones semileptónicas y otras a tres cuerpos. Por tanto la identificación del canal K0L2π no es sencilla.
                                             n

La detección del proceso K0L2π, requiere que la masa invariante de los dos piones sea cercana (dentro de errores experimentales) a la masa del K0L y la dirección de los piones que forman la pareja candidata debe coincidir con la dirección del haz de K0L.  Con estas condiciones los modos de desintegración a tres cuerpos son discriminables.

nLa distribución angular para cos θ > 0.9995 (dirección hacia adelante), en tres rangos de masa se ve en la figura. El pico corresponde a las desintegraciones que violan CP: K0L2π. Una desintegración a tres cuerpos no exhibiría tal tipo de relación entre la masa y el ángulo.
n                 n
nEste descubrimiento implica que K0L y K0S  son combinaciones lineales de los antiguos estados K01 y K02 .  En particular esto se puede parametrizar en términos de ε que es una medida compleja que da indicación de cuanto se viola CP

                              

nLa violación de CP  ha sido observada también en desintegraciones semileptónicas de kaones neutros. En estas desintegraciones el estado final es distinto al transformarse bajo CP, donde como consecuencia se debe observar una asimetría de carga, la cual varia con el tiempo debido a la interferencia en la oscilación del kaón neutro.

                                                

nAlgunas medidas de parámetros correspondientes a la  violación de CP son:

                                        

                                

 

Violacion directa de CP:

nNo solo en la mezcla K0L-K0S es posible obtener valores de η  diferentes de cero. Considerando la simetría de Bose-Einstein, la desintegración de kaones en dos piones esta restringidas a estados pares de isospín I = 0, 2. Por tanto tenemos 4 amplitudes distintas en que el Hamiltoniano débil actúa:

                                               

nLos estados piónicos y las amplitudes para los autoestados de sabor, estan definidos por

                  

nAhora bien, si consideramos que CPT  es una buena simetría sobre el Hamiltoniano débil, pero CP violada, entonces los autoestados de masa para los kaones pueden ser escritos en términos de los autoestados de sabor como:

         

 

nY las fracciones de medida de CP a primer orden en ε, quedan determinadas por:
                                     

nLa observación de εdistinta de cero implica violación de CP en kaones neutros sin la necesidad de mezcla, es decir violación directa de CP. Esta observación es importante no solo por ser evidencia de la violación de CP sino además porque ayuda a distinguir entre varios modelos de violación de CP.

nUn ejemplo de esto son los modelos de interacción super-débil ΔS = 2. En estos procesos ocurren situaciones como K0L2π  mediadas por un K0S.
nLa evidencia de violación directa de CP fue observada por primera vez en el CERN, donde midieron la razón

Las desviaciones de este valor de uno,  implican necesariamente ε’ ≠ 0.

Mesones B:
nEl fenómeno de violación de CP, como se dijo mas arriba, no es exclusivo de los kaones. Este fenómeno se observa en sistema de mesones neutros más pesados, como D’s y B’s.  En particular, el sistema de mesones neutros B representa un reto para los físicos de párticulas de hoy en día, ya que los efectos de CP esperados y observados son grandes respecto a los otros sistemas mesónicos.
nGrandes experimentos están dedicados actualmente, en forma casi exclusiva al estudio de violación de CP en el sistema de los mesones B. Entre ellos están BaBar (EEUU) y Belle (Japón).

                                        

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