Problema CP fort

En física de partícules, el problema CP fort (CP representa la simetria de paritat i càrrega) fa referència a la qüestió de per qué la cromodinámica quàntica (QCD) no sembla trencar la simetria CP.

Segons la cromodinámica quàntica és possible una violació de la simetria CP en les interaccions fortes. Aixina i tot, experimentalment no s'ha trobat tal violació. Com no es coneix cap motiu per a que la QCD conserve esta simetria, açò és un problema de "ajust fi" conegut com el problema CP.

El problema CP fort és un dels problemes no resolts en física.

¿Qué és la violació de CP?

La simetria CP establix que les lleis de la física tindrien que ser iguals si s'intercanvien les partícules i les antipartículas (simetria C), i dreta i esquerra (simetria P). En física de partícules, la violació CP fa referència al fet de que les lleis físiques no complixquen esta simetria. El teorema CPT establix que totes les lleis físiques són invariantes aplicant conjuntament les transformacions de conjugació de càrrega, paritat i inversió temporal.

Cóm pot ocórrer la violació de CP en QCD

La cromodinámica quàntica no viola la simetria CP tan fàcilment com la teoria electrodébil; a diferència d'esta, els gluones s'acoplen a les corrents vectorials, no a les corrents quirales. Els experiments no indiquen cap violació de CP en el sector QCD. Per eixemple, una violació de CP crearia un moment dipolar elèctric del neutró de l'orde de 10⁻¹⁸ i·m mentres que la cota superior establida pels experiments és d'una billonésima part d'eixe valor.

Açò és un problema perque hi ha térmens naturals en el lagrangiano QCD capaços de trencar la simetria CP

$ℒ=-\frac{1}{4}{F}_{\mu \nu }{F}^{\mu \nu }-\frac{n_f{g}^2\theta }{32{\pi }^2}{F}_{\mu \nu }{\tilde{F}}^{\mu \nu }+\overline{\psi }(i{\gamma }^{\mu }{D}_{\mu }-m{e}^{i{\theta }^{\prime }{\gamma }_5})\psi$

Per a una elecció distinta de zero de l'àngul $\theta$ i de la fase quiral de la massa del quark ${\theta }^{\prime }$ es produïx una violació de CP. Si la fase quiral de massa del quark ${\theta }^{\prime }$ pot ser convertida a una contribució a l'àngul eficaç total $\overline{\theta }$, caldria explicar per qué este àngul eficaç és extremadament chicotet en lloc de ser d'orde un. El fet de que el valor particular de l'àngul que tinga que ser molt propenc a zero (en este cas) és un eixemple d'un problema d'ajust fi en físiques. Si la fase ${\theta }^{\prime }$ s'absorbix en la definició de les matrius gamma, cal explicar per qué $\theta$ és menut, pero no seria antinatural d'igualar-ho a zero.

Si a lo manco un dels quarks del model estàndar no tinguera massa, $\theta$ seria inobservable; és dir, desapareixeria de la teoria. Aixina i tot, l'evidència empírica sugerix fortament que tots els quarks són massius, aixina que esta solució al problema CP falla.