Algo así como; depende de lo que quiere decir con “partícula” y “convertir a otra partícula”.
Si primero tomamos la lectura más estrecha, y asumimos que por partícula quiere decir partícula elemental (por lo que los protones, mesones, etc. no cuentan), y que por “convertir a otra partícula” quiere decir exactamente que entra una partícula y exactamente una partícula sale (una diferente de la que entró, por supuesto), entonces casi nunca puede suceder. A partir de 1980, la mayoría de los físicos habrían dicho que probablemente no podría suceder en absoluto. Sin embargo, el descubrimiento de que había menos de cierto tipo de neutrinos provenientes de las reacciones al sol llevó a los físicos a darse cuenta de que los neutrinos pueden convertirse espontáneamente de un tipo a otro. Esto se conoce como “oscilación de neutrinos” y ha sido respaldado por otros experimentos desde entonces. “Oscilan” entre ser un neutrino electrónico, un neutrino muón y un neutrino tau (lo mismo ocurre con los antineutrinos). Este es un desarrollo fascinante y sorprendente. Es la razón principal de nuestra creencia de que los neutrinos deben tener algo de masa, aunque increíblemente pequeña.
Es un fenómeno de mecánica cuántica en el sentido de que los estados en mecánica cuántica siempre se observan en estados propios de algún operador, y que los estados propios de un operador no son estados propios generales de otro operador. Básicamente, aquí podemos pensar en los tres campos de neutrinos que comprenden un vector en un espacio vectorial tridimensional. Como en cualquier espacio vectorial, es útil tener una base, pero la base que elija depende de las cantidades que le interesen. En otras palabras, si las cosas que le interesan son los valores propios de alguna matriz [matemática] M [/ math], entonces es muy conveniente trabajar en una base en la que esa matriz esté diagonalizada.
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Si esa no es la base con la que comenzó, puede hacer algunos cálculos y encontrar los vectores propios de la matriz, y esos forman una base en la que la matriz es diagonal. Pero en general, por supuesto, las matrices que están diagonalizadas en una base no estarán en otra. Esta es básicamente una forma de establecer el principio de incertidumbre: si mide la posición, mide un estado propio de posición, pero el sistema no está en un estado propio de momento y, por lo tanto, no tiene un momento bien definido (y viceversa). En este caso, un conjunto de estados propios son los que diagonalizan la matriz de masa y el otro conjunto son los que diagonalizan las interacciones (calibre).
Entonces es realmente fascinante, tiene tres campos, digamos [math] \ nu_e, \ nu _ {\ mu}, \ nu _ {\ tau} [/ math], que tienen masas definidas (diagonalizan la matriz de masa y son estados propios de ella) ) Pero luego habrá interacciones en las que una de estas puede convertirse en una diferente porque la matriz que acopla estos campos a otros campos (por ejemplo, el campo bosón [matemático] Z [/ matemático]) no es diagonal en esta base. Eso significa que tiene términos distintos de cero donde la fila y la columna no son iguales, o en otras palabras, tiene términos como [math] \ nu_e \ nu _ {\ mu} [/ math] en lugar de solo tener términos como [math] \ nu_e \ nu_e [/ math], que dan términos en la diagonal (en el caso de [math] \ nu_e \ nu_e [/ math] sería la primera fila, la primera columna; para [math] \ nu _ {\ mu} \ nu_ {\ mu} [/ math], sería la segunda fila, la segunda columna, y así sucesivamente).
O podemos definir los campos de neutrinos en términos de estados propios de las interacciones, digamos [math] \ nu_1, \ nu_2, \ nu_3 [/ math]. Entonces la matriz de acoplamiento del medidor es diagonal … pero la matriz de masa no lo es.
El punto es que estos campos no son lo mismo que el otro conjunto. Abarcan el mismo “espacio” pero no son los mismos vectores en ese espacio. Hay una matriz que gira de una base a otra, similar a esta imagen: 
[math] \ nu_1 [/ math] es una combinación lineal de [math] \ nu_e, \ nu_ \ mu, \ nu_ \ tau [/ math], al igual que en la imagen [math] x ‘[/ math] es un combinación lineal de [matemáticas] x, y [/ matemáticas]. [math] \ nu_2, \ nu_3 [/ math] son algunas otras combinaciones lineales de [math] \ nu_e, \ nu_ \ mu, \ nu_ \ tau [/ math], así como [math] y ‘[/ math] es una combinación lineal diferente de [matemáticas] x, y [/ matemáticas] en la imagen.
Matemáticamente, dejando [matemáticas] i = 1, 2, 3 [/ matemáticas], podemos expresar esto como
[matemáticas] \ nu_i = c_ {es decir} \ nu_e + c_ {i \ mu} \ nu_ \ mu + c_ {i \ tau} \ nu_ \ tau [/ matemáticas],
donde las [matemáticas] c [/ matemáticas] son algunas constantes. De hecho, si dejamos que [math] j = e, \ mu, \ tau [/ math], entonces podemos escribir de forma compacta
[matemáticas] \ nu_i = c_ {ij} \ nu_j [/ matemáticas]
y esto expresa las tres ecuaciones. Si estás vagamente familiarizado con el álgebra lineal, entonces podría ser más familiar escribir esto como
[matemáticas] \ vec {n} = C \ vec {\ nu} [/ matemáticas]
donde las flechas denotan un vector y [math] C [/ math] es una matriz cuyas entradas son las [math] c_ {ij} [/ math]. [math] C [/ math] es la matriz que gira [math] \ nu_j [/ math] en [math] \ nu_i [/ math] y luego, o de manera equivalente, gira [math] \ vec {\ nu} [ / math] en [math] \ vec {n} [/ math].
Entonces es algo genial; existe este espacio vectorial tridimensional correspondiente a los campos, pero no hay una forma correcta de dividirlo en tres campos. Ninguno de los dos conjuntos es más real o correcto que el otro, del mismo modo que ninguno de los estados propios de posición o de momento son reales o correctos. La realidad es rara. El espacio vectorial tridimensional es más real o fundamental que cualquier vector base dado, es decir, neutrino.
Hacia adelante…
Si interpretamos “convertir” para permitir más de una entrada y / o más de una salida, entonces ciertamente. La mayoría de las interacciones fundamentales ocurren en vértices con tres líneas, en las que puede hacer que una partícula se convierta en otras dos.
o dos partículas se convierten en otra. El ejemplo arquetípico es la aniquilación positrón-electrón en un fotón (ignore el 6):
pero también puede hacer que dos quarks se aniquilen en un gluón, o un quark pesado irradie un bosón débil y se convierta en un quark más ligero, o una descomposición de partículas de Higgs en un par quark-antiquark, o un bosón [matemático] W [/ matemático] decaer en un leptón cargado (electrón, muón o tau) y un neutrino …
Realmente, así es como casi todo sucede en el universo. También puede tener vértices cuárticos, con 4 líneas, y que potencialmente podrían tener una partícula adentro, tres partículas afuera, o dos adentro, dos afuera, y podrían ser diferentes tipos de partículas. Pero eso es más en teoría que en realidad, hasta donde hemos observado, porque los únicos vértices cuárticos fundamentales son los campos escalares de acoplamiento, y el único campo escalar que conocemos hasta ahora es el Higgs (el Higgs tiene un término cuártico donde interactúa consigo mismo, y esto es muy importante).
Las transiciones específicas permitidas dependen de si se limita a las llamadas partículas reales o si también permite partículas “virtuales”: virtual significa que están fuera de su caparazón de masa (no tienen la masa “correcta” para su tipo de partícula) y, por lo tanto, puede obtener desintegraciones que normalmente no serían posibles; por ejemplo, un fotón en su capa de masa nunca puede desintegrarse en un par electrón-positrón porque no hay forma de que una partícula de masa cero se desintegra en otras dos partículas mientras conservan energía e impulso. O, en general, una partícula masiva no puede descomponerse en dos partículas cuya suma de masas excede la suya, en otras palabras, deberíamos tener [matemáticas] m_1> m_2 + m_3 [/ matemáticas]. Esta es la razón por la cual a Higgs le encanta descomponerse en quarks de fondo a fondo, pero no se descompone a un par superior-antitop, por ejemplo, aunque se une más fuertemente a la parte superior. Sin embargo, una vez más, para las partículas “virtuales” (increíblemente de corta duración que no observamos directamente), esto no se cumple: en el caso de la aniquilación de electrones-positrones en un fotón, puede convertirse rápidamente en un leptón par de antileptones a pesar de que un fotón de larga vida que se propaga libremente nunca se descompondría en un par de este tipo.
Entonces, por supuesto, si permite cosas compuestas como hadrones y mesones (protones, neutrones, kaones, etc.), puede hacer que sucedan cosas como la desintegración beta mencionada en la respuesta de Agastya Chandrakant, o [matemáticas] K – \ bar {K} Mezcla [/ matemática] (similar a la oscilación de neutrinos pero no son partículas elementales). Para todos estos casos compuestos, lo que finalmente está sucediendo es una combinación de los vértices de partículas elementales que he descrito anteriormente.
Ahora para los enlaces obligatorios:
Cambio de base
Valores propios y vectores propios
Oscilación de neutrinos
Diagrama de Feynman
… y muchos más que puedes encontrar en ellos o buscando en Google las frases.
* Minucias técnicas: en algunos de los anteriores fui flojo / descuidado al indicar que un campo debería ser realmente el adjunto de ese campo. Al igual que [matemáticas] \ nu_e \ nu_e [/ matemáticas]. Lo que sea; si sabes lo suficiente como para llamarme, sabes lo suficiente como para seguir de todos modos, y si no tienes idea de lo que estoy hablando, no te preocupes por eso. También puede haber puntos más finos de la física de neutrinos que estoy olvidando, pero esto te da la idea correcta.
