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¿No conservación del número barión observada?

Violación CP (según tengo entendido) permite la no conservación de número de baryon y así (por lo menos un poco) puede contribuir a la asimetría de baryon del universo hoy (mucho más materia que antimateria).

¿Pero hemos visto alguna vez la cambio de número de baryon en el laboratorio? ¿O casi-pero-no-absolutamente-pruebas concluyentes de?

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Ken Puntos 8074

Respuesta corta: no se ha visto.

Respuesta larga: Preguntas como esta en la experimental de los límites de la física de partículas generalmente pueden ser respondidas por mirar las cosas en la Partícula de Datos anual del Grupo de Revisión de la Física de Partículas. Hay un resumen de la versión en línea y una amplia (pero gratis!) versión para imprimir. EDIT: Aquí (pdf) es la sección completa sobre las leyes de conservación. (Y si usted es juego para un 44 MB de descarga en pdf que usted puede conseguir el pleno 2012 revisión aquí.) Consulte la página 23 de la pdf de la sección correspondiente, aunque si confía en el modelo estándar de los límites en el número leptónico violación también se puede convertir en un indirectos límite en el número de bariones violación porque $B-L$ es una conserva de número cuántico en el modelo estándar. Generalmente la gente busca la $B$ a una violación de los modelos más allá del modelo estándar, porque es exponencialmente suprimida en el modelo estándar a temperaturas por debajo de la electrodébil de transición de fase (por encima de la fase de transición, en épocas muy tempranas del universo, $\Delta B=\Delta L$ procesos están en equilibrio térmico; pero ahora hay una infranqueable barrera de la energía de a $B$ violar las reacciones, lo cual sólo puede ocurrir por quantum de túnel en un muy pequeño (es decir, no observables) de la tasa).

La revisión completa de las listas de alrededor de una docena de extraño busca de bariones violación, todos de los cuales son los límites, es decir, un máximo de restricciones sobre las tasas. No $B$ violar los procesos se han observado en la naturaleza. (Obviamente bariogénesis sucedido de alguna manera en el universo temprano, pero no tenemos evidencia directa de cómo. Por el camino, la violación CP en el modelo estándar es en principio capaz de crear bariogénesis por encima de la electrodébil fase de transición, pero resulta ser numéricamente demasiado pequeño para llegar a la respuesta correcta. Es por eso que la gente busca más allá-SM fuentes de CP violación).

El PDG límites en $B$ violar las tasas de descomposición parecerse a $\Gamma(Z\to p e)/\Gamma_{tot} < 1.8\times10^{-6}$ a 95% de confianza. Eso significa que el $Z$ bosón se somete a esta particular $B$ violar la decadencia de menos de uno en un millón de veces. Los exponentes de todos los procesos mencionados se encuentran en el mismo rango, $-5$$-8$, por lo que cualquier $B$ violar los procesos son muy raros y por debajo de los umbrales de detección.

La más famosa $B$ violar proceso de la desintegración de protones, que es rigurosamente restringido. La vida útil de los protones es $>2.1\times 10^{29}$ años. Las restricciones sobre el individuo, la decadencia de los canales son aún más estrictos, por ejemplo, $\tau(p\to e^+ \pi)>8200\times 10^{30}$ años. Limitaciones obligado neutrón se desintegra son similares. $n\leftrightarrow\bar{n}$ oscilación está restringido a $\gtrsim 10^8$ segundos, un sorprendentemente débil obligado. Pero, de nuevo, los neutrones son divertidos como eso. :)

EDITAR: le Pregunte por el Lumo del buen comentario de arriba para aclarar la relación entre el $B$ $CP$ violación. Son lógicamente independientes cosas: uno puede existir sin el otro. La razón por la que a menudo son criados en el mismo aliento es que ambos son parte de la Sajarov condiciones que son necesarias para dinámicamente producir un bariones-antibaryon asimetría en el universo temprano:

  1. $B$ violación,
  2. $C$ $CP$ violación,
  3. salida desde el equilibrio térmico.

La prueba de que estas son condiciones necesarias para la bariogénesis es bastante trivial (ver la página de la wiki) así que no voy a entrar en eso. Pero tampoco son suficientes condiciones que tiene que hacer cálculos detallados para trabajar la asimetría en un dado de física de partículas del modelo. Resulta que el modelo estándar cae cerca de ocho órdenes de magnitud corto en su predijo la asimetría, a pesar de tener todas las condiciones 1-3 cumplida en la electrodébil transición de fase. Esta es la razón por la que la gente ataque el problema con la esperanza de encontrar más allá del modelo estándar de la física. (Algunos aún tienen la esperanza de que el modelo estándar puede funcionar si exóticas quark asunto estados involucrarse en la QCD fase de transición de alguna manera. No sé lo suficiente acerca de la QCD fase de transición a decirle a usted lo razonable es, pero quark importa propuestas han tenido una accidentada historia.)

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