Existe una simetría, implícita en la teoría cuántica de campos, que nunca es violada por ningún proceso conocido. Se llama la simetría CPT (carga-paridad-tiempo), y dice que si tomas el Universo y todo lo que contiene y voltea la carga eléctrica (C), invierte todo como a través de un espejo (P) e invierte la dirección de tiempo (T), entonces las leyes básicas de la física siguen funcionando igual.
Lo que llamamos antipartículas son partículas invertidas de carga y paridad (CP), que por lo tanto se comportan exactamente como las partículas normales invertidas en el tiempo. Es solo que hay tantas partículas más regulares, que hemos prefijado las versiones invertidas de CP de corta duración con “anti”. Lo que para nosotros, en este Universo, se consideran partículas regulares, puede verse igualmente como las antipartículas de las otras versiones menos regulares. Cuando una partícula se encuentra con su antipartícula, se aniquilan.
Hay otra simetría, conocida como la simetría de cruce. Para eso necesitas saber un poco sobre los diagramas de Feynman.
- ¿Qué es la materia oscura? ¿Cuál es la razón de que se teorice? ¿Hay algo mal con nuestra comprensión de la gravedad?
- ¿Qué atributos necesitaría un sistema para crear hipotéticamente una máquina de movimiento perpetuo?
- Hablando hipotéticamente, ¿qué constantes físicas necesitarían ser diferentes para que los humanos pudieran chocar contra la pared a 100 km / h sin ser asesinados?
- ¿Cuál es la relación entre el límite de la primera zona de Brillouin y la superficie de Fermi de un metal?
- ¿Es posible dejar caer un malvavisco desde una altura lo suficientemente alta como para que libere tanta energía como una cabeza nuclear?
Aquí hay un diagrama de Feynman, con tiempo muerto y espacio lateral. Puede deslizar una regla hacia arriba a lo largo del diagrama y seguir las posiciones de las partículas a lo largo del tiempo a lo largo de una línea horizontal. En realidad, hay un número que pertenece a cualquiera de estos diagramas de Feynman, que dice cuán probable es este proceso en particular. Aquí vemos un electrón entrando desde la izquierda, “colisionando” o acoplando con el fotón entrando desde la derecha;
Además, cuando emite un fotón, el electrón cambia su dirección, después de “empujar” el fotón;
Pero el tiempo se comporta de manera extraña a estas distancias cortas. A veces no podemos decir si se emite o absorbe un fotón;
Y ahora este;
Un electrón entra desde la izquierda, un fotón gamma desde la derecha. De repente, tanto un electrón como un positrón (que es la antipartícula de un electrón) se crean a partir de este rayo gamma, pero el positrón se aniquila de inmediato con el otro electrón que viene de la izquierda, dejando solo un fotón allí.
Curiosamente, el positrón puede considerarse igualmente como un electrón que retrocede en el tiempo. Dado que los fotones son su propia antipartícula, no cambian como lo hacen los electrones, cuando “retroceden en el tiempo”. Siguen siendo fotones. Las situaciones descritas con estos diagramas de Feynman son reproducibles en laboratorios.
Ahora, la simetría de cruce en la física cuántica dice que puedes voltear cualquier diagrama de espacio-tiempo de Feynman hacia un lado, intercambiando tiempo y espacio, y la imagen presentada presentará una situación que tiene una probabilidad igual que la original. ¿No es asombroso?
Aquí hay una charla interesante sobre el tiempo y la entropía de Richard Feynman, como una reacción a la pregunta de un estudiante sobre el tiempo aparentemente reversible en los laboratorios, al mirar los diagramas mencionados (de 1:36:01 en adelante);
