Fuerte problema de PC - Strong CP problem
El fuerte problema del CP es una pregunta desconcertante en la física de partículas : ¿Por qué la cromodinámica cuántica (QCD) parece preservar la simetría CP ?
En física de partículas, CP significa carga + paridad o simetría de paridad de conjugación de carga: la combinación de simetría de conjugación de carga (C) y simetría de paridad (P). Según la formulación matemática actual de la cromodinámica cuántica, podría producirse una violación de la simetría CP en interacciones fuertes . Sin embargo, nunca se ha visto una violación de la simetría CP en ningún experimento que involucre solo la interacción fuerte. Como no hay ninguna razón conocida en QCD para que se conserve necesariamente, este es un problema de " ajuste fino " conocido como el problema de CP fuerte .
El problema de la PC fuerte a veces se considera como un problema sin resolver en física , y se le ha llamado "el acertijo más subestimado de toda la física". Hay varias soluciones propuestas para resolver el fuerte problema de la PC. La más conocida es la teoría de Peccei-Quinn , que involucra nuevas partículas pseudoescalares llamadas axiones .
Violación de CP
La simetría CP establece que las leyes de la física deberían ser las mismas si una partícula se intercambiara con su antipartícula (simetría C, ya que las cargas de las antipartículas son las negativas de la partícula correspondiente), y luego se intercambiaron la izquierda y la derecha (simetría P) . P es la simetría de paridad y C es la simetría quiral.
Los experimentos no indican ninguna infracción de CP en el sector de QCD. Por ejemplo, una violación genérica de CP en el sector que interactúa fuertemente crearía un momento dipolar eléctrico del neutrón que sería comparable a 10-18 e · m mientras que el límite superior experimental actual es aproximadamente una mil millonésima parte de ese tamaño.
Cómo se puede violar el CP en QCD
QCD no viola la simetría CP tan fácilmente como la teoría electrodébil ; a diferencia de la teoría electrodébil en la que los campos de calibre se acoplan a corrientes quirales que violan la paridad , los gluones de QCD se acoplan a corrientes vectoriales. La ausencia de cualquier violación observada de la simetría CP es un problema porque hay términos naturales en el QCD Lagrangiano que pueden romper la simetría CP.
Para una elección distinta de cero del ángulo θ y la fase de masa del quark quiral θ ′, se espera que se viole la simetría CP. Si la fase de masa del quark quiral θ ′ puede convertirse en una contribución al ángulo θ efectivo total , habrá que explicar por qué este ángulo efectivo es extremadamente pequeño en lugar de ser de orden uno; el valor particular del ángulo que debe ser muy cercano a cero (en este caso) es un ejemplo de un problema de ajuste fino en física. Si la fase θ ′ se absorbe en las matrices gamma, uno tiene que explicar por qué θ es pequeño, pero no será antinatural establecerlo igual a cero.
Si al menos uno de los quarks del modelo estándar no tuviera masa, θ se volvería inobservable; es decir, desaparecería de la teoría. Sin embargo, la evidencia empírica sugiere fuertemente que ninguno de los quarks carece de masa, por lo que esta solución al problema de PC fuerte falla.