¿Qué es una asimetría de doble inversión de tiempo? ¿Cómo afecta a URu2Si2?

En mecánica cuántica, las probabilidades observables se derivan de las amplitudes de probabilidad . La regla para encontrar la probabilidad de un evento a partir de la amplitud de probabilidad (por ejemplo, la probabilidad de que un electrón esté en el punto ‘r’) es elevar al cuadrado la longitud de la amplitud de probabilidad correspondiente.

[matemáticas] P (r) = | \ Psi (r) | ^ 2 [/ matemáticas]

Las amplitudes de probabilidad en sí mismas son números complejos: puede pensar en ellos como pequeños vectores 2D con componentes ‘x’ e ‘y’.

El cuadrado de la longitud de un vector no depende de la dirección en que apunta el vector. Si tomamos una función de onda cuántica y rotamos todas las amplitudes de probabilidad, no notaríamos un cambio en ninguna propiedad observable.

Supongamos que podríamos construir un sistema, revertirlo a tiempo y luego revertirlo a tiempo nuevamente . Tendríamos el sistema original, para que no puedan cambiar las probabilidades. Einstein demostró que, para ser compatible con la relatividad especial, después de dos reversiones de tiempo, las únicas posibilidades son que la amplitud de probabilidad no cambie o se multiplique por -1. Entonces, la probabilidad que es el cuadrado de la amplitud de probabilidad no cambia.

Se cree que en URu2Si2, los electrones existen naturalmente en una superposición de estados spin-1/2 (banda de conducción) y spin-1 (electrón-f localizado). Los electrones de la banda de conducción spin-1/2 invierten el signo de la amplitud de probabilidad en doble inversión de tiempo, mientras que los estados spin-1 localizados en los átomos de uranio permanecen sin cambios. Dado que los electrones están en una superposición de los estados spin-1/2 y spin-1, la función de onda no tiene un comportamiento definido bajo doble inversión de tiempo.