Modelo estándar de física de partículas: ¿Qué es la mezcla de K-Kbar?

¿Qué es la mezcla de partículas?
En física de partículas, las partículas neutras ( con números cuánticos internos distintos de cero, por ejemplo, extrañeza en el caso de los mesones K ) muestran transmutaciones en sus antipartículas correspondientes. Tenga en cuenta que se requiere un número cuántico interno distinto de cero para que la antipartícula no sea la misma que la partícula misma, por lo que es posible la transmutación definida anteriormente. Esta transmutación se llama oscilación de partículas neutras y tales oscilaciones tienen su mezcla asociada de estados propios de partículas, por ejemplo, la matriz CKM (una transformación unitaria) mezcla los estados de sabor de los quarks.

¿Por qué son importantes?
Comprender la asimetría observada de la materia y la antimateria en el universo, que es un problema interesante y desafiante de / en física teórica. Y se supone que la violación de CP es un fenómeno importante que la genera. Primero se descubrió en los sistemas de Kaon y luego se descubrieron sus evidencias directas en las desintegraciones de Kaon.

La mezcla neutral de Kaon no requiere violación de CP, pero es el caso en el que primero se violaba CP. Los kaones neutros que portan extrañeza no pueden ser sus propias antipartículas. Por lo tanto, debemos tener dos Koans neutros diferentes que difieran en 2 unidades de extrañeza. Para establecer la presencia de dos de estas partículas, postulamos la mezcla de partículas neutras mediante la cual los dos mesones K giran de uno a otro al interactuar débilmente.

La barra K y K no tienen un CP definido: la operación combinada de conjugación de paridad y carga. Sin embargo, se ve que se descomponen en estados de 2 piones y 3 piones, con CP = +1 y CP = -1 respectivamente. Esto implica que hay dos mezclas de K y K-bar, una con CP = +1 y otra con CP = -1. Estos se llaman K_S y K_L, para corto y largo. K_S tiene CP = +1 y se desintegra en 2 piones, K_L tiene CP = -1 y se desintegra en 3. Debido a que la masa de 3 piones está cerca de la masa de K, esta desintegración ocurrirá con menos frecuencia que una desintegración en 2 piones que es mucho más energéticamente favorable. Esto significa que K_S decae mucho más rápido que K_L.

Se observa que esto solo es casi exactamente cierto. Se encuentra que el K_L contiene una pequeña mezcla de K_S. La conclusión final para explicar por qué es que CP no se conserva bajo la débil fuerza nuclear. Por esta razón, la mezcla de barra K / K es un fenómeno importante en la física de partículas.