Hoy doble entrevista en la Fábrica con nuestros amigos y colaboradores Mar Fernández de KIM Global y Francis Villatoro de NAUKAS.
Karen K. Uhlenbeck, Premio Abel 2019
El Premio Abel nació en 2003 y, por primera vez, se otorga en 2019 a una matemática, la genial Karen K. Uhlenbeck: por sus contribuciones al análisis geométrico, a las teorías gauge y a la teoría de sistemas integrables. Muchas ecuaciones en derivadas parciales corresponden a la ecuación de Euler–Lagrange asociada a cierto funcional de energía que se evalúa en una variedad diferenciable (los físicos usamos el funcional llamado acción, que es la integral del llamado lagrangiano del campo en todo el espaciotiempo). Uhlenbeck ha aplicado con gran éxito ideas del cálculo de variaciones a dicho funcional que permiten estudiar la existencia y regularidad (diferenciabilidad) de las soluciones de la ecuación. Hoy en día, sus logros se estudian en las monografías (los libros de texto avanzados) de estas materias.
LHCb observa la asimetría CP en los mesones encantados a 5.3 sigmas
La asimetría materia-antimateria primordial exige que se incumpla la simetría CP (condiciones de Sakharov, 1967). El modelo estándar presenta menos asimetría CP de la necesaria. Por ello, debe ocultar nuevas fuentes de esta asimetría. El detector LHCb ha realizado un descubrimiento histórico, la observación a 5.3 sigmas de la asimetría CP en la desintegración de mesones encantados neutros D0 (que contienen el quark c). En concreto, tras analizar 6 fb-1 colisiones protón-protón a 13 TeV c.m. del LHC Run 2 se ha obtenido una asimetría de ?ACP=(?0.154 ± 0.029)%. Esta asimetría CP en desintegraciones de quarks tipo arriba (c) se suma a la ya observada para quarks tipo abajo (b y s), pero sigue siendo insuficiente. La gran esperanza es que la física de los neutrinos también incumpla la simetría CP lo suficiente como para cumplir con la condición de Sakharov.
LHCb ha observado por primera vez que el mesón encantado D0 = cu, formado por un quark c y un antiquark u, y su antipartícula el mesón D0 = cu, formado por un antiquark c y un quark u, se desintegran mediante la interacción débil con una probabilidad diferente. Ya sabía que la matriz CKM de mezcla de los quarks permite esta asimetría, lo que no quita mérito a su observación. La simetría CP corresponde a reflejar la desintegración en un espejo (simetría P de paridad) y cambiar las partículas por antipartículas (simetría C de conjugación de carga). Si la interacción débil fuera CP-invariante, ambas desintegraciones serían igual de probables. Como no lo es, aparece una fuente de asimetría CP. Como supongo que recordarás, en 1956 se descubrió que la interacción débil incumple la simetría de paridad (P) y en 1964 que también incumple la simetría CP en las desintegraciones débiles de quarks de tipo abajo (mesones extraños). Ahora, en 2019, por primera vez se observa en la desintegración débil de quarks de tipo arriba.
La gran esperanza de quienes confían en el modelo estándar es que la asimetría CP que falta se encuentre en la física de los neutrinos. Si son fermiones de Dirac solo hay una fuente (fase CP) en la matriz PMNS de mezcla de los sabores de los neutrinos; pero si son fermiones de Majorana hay hasta tres fuentes (tres fases CP) en dicha matriz. Una asimetría CP que puede ser más que suficiente para cumplir las condiciones de Sakharov. Por supuesto, la gran esperanza de quienes buscan física más allá del modelo estándar es que la física de neutrinos sea insuficiente; esto sería la primera señal firme de la existencia de nueva física más allá del modelo estándar. Recuerda que la insuficiente asimetría CP en la matriz CKM en 1973 fue el primer indicio de que tenía que existir una tercera familia de quarks y leptones.
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