Simmetria CP: differenze tra le versioni

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In [[fisica]] la '''simmetria CP''' è una [[simmetria (fisica)|simmetria]] quasi esatta delle [[legge fisica|leggi di natura]] sotto l'effetto dello scambio tradi [[particella (fisica)|particelle]] econ le corrispondenti [[antiparticella|antiparticelle]], oscambio detto anche ''Coniugazione di carica'' ([[Simmetria C]] ), e dell'inversione delle coordinate spaziali ([[Parità (fisica)|Parità]]).
 
In pratica unUn sistema o un [[fenomeno]] fisico esibisce la simmetria CP quando effettuando entrambi i summenzionati scambi si ottiene ancora un sistema o un fenomeno osservato in Natura; questa simmetria è considerata più fondamentale delle singole C e P, che risultano essere grossolanamente violate in tutti i fenomeni fisici dovuti all'[[interazione debole]].
 
A titolo diPer esempio un [[neutrino]] esiste in natura, (in ottima approssimazione), con un'unica direzione possibile per il proprio [[spin]]: sotto effetto della coniugazione di carica, si otterrebbe un anti-neutrino con la stessa direzione di spin, che in natura non esiste; analogamente, sotto effetto dell'operazione di parità, si otterrebbe un neutrino con direzione relativa opposta dello [[spin]], anch'esso non osservato in natura; effettuando entrambe le operazioni, si ha un anti-neutrino con spin invertito, che effettivamente esiste.
 
== Violazioni della simmetria ==
Quando la simmetria CP non è rispettata si parla di '''violazione''' della simmetria CP, o in breve di '''violazione di CP'''; si tratta della più piccola violazione di una simmetria fisica nota in natura, e come tale rappresenta uno dei campi di ricerca più attivi nella [[fisica delle particelle elementari]].
 
La teoria dell'[[interazione elettrodebole]] prevede la possibilità di violazione CP grazie alla presenza di una fase complessa nella [[matrice CKM]]; condizione necessaria per la comparsa di talequesta fase, e quindi della violazione CP, è la presenza di almeno tre generazioni di [[Quark (particella)|quark]].
 
NonInvece non vi è invece alcuna evidenza sperimentale di violazione della simmetria CP nelle [[interazione forte|interazioni forti]], ovvero nella [[cromodinamica quantistica]]. Il cosiddetto '''problema della CP forte''' è costituito dal perché talequesta violazione, pur permessa dalla teoria, sia di fatto estremamente piccolarara o nullainesistente.
 
Esiste anche una [[simmetria CPT]] ove T indica l'inversione temporale, di natura ancora più generale della simmetria CP, e delladi qualecui finora non è mai stata messa in evidenza alcuna violazione, risultando una delle simmetrie fondamentali della Natura.
 
Per molto tempo la simmetria CP è stata considerata una simmetria esatta della natura, ma la sua violazione, (in una forma cosiddetta '''indiretta'''), è stata riscontrata nei processi che coinvolgono il [[kaone]] neutro in esperimenti condotti nel [[1964]] presso il laboratorio statunitense di [[Brookhaven National Laboratory|Brookhaven]], esperimenti che hanno fruttato il [[premio Nobel]] del 1980 per la fisica a [[James Cronin]] e [[Val Fitch]].
 
A conclusione di trentennali campagne di ricerca, una seconda manifestazione della violazione della simmetria CP, sempre riguardante i [[kaone|kaoni]], (la cosiddetta violazione '''diretta,''') è stata annunciata nel 2001 da esperimenti svolti presso il [[CERN]] di [[Ginevra]] e il [[Fermilab]] negli USA: questa scoperta ha provato che la violazione di CP è un fenomeno universale nei processi dovuti alle interazioni deboli.
 
Nel 2002 la violazione CP è stata ulteriormente dimostrata dagli esperimenti [[Esperimento BaBar|BaBaR]], condotti da una collaborazione internazionale di varie centinaia di scienziati presso l'[[acceleratore di particelle|acceleratore]] lineare di particelle di [[Stanford (California)|Stanford]], [[California]], e [[Esperimento Belle|Belle]], analogo progetto presso l'acceleratore di KEK, [[Tsukuba]], in [[Giappone]]. Se la simmetria CP fosse esattamente valida, il tasso di decadimento del [[mesone]] B e della sua anti-particella sarebbero identici in ogni stato finale, mentre i suddetti esperimenti hanno dimostrato che non è così. I risultati sono definitivi e sono stati desunti dall'analisi dei risultati di molti milioni di eventi<ref>{{en}} {{Cita pubblicazione|autore=The Belle Collaboration|anno=2008|mese=marzo|titolo=Difference in direct charge-parity violation between charged and neutral B meson decays|rivista=Nature|volume=452|numero=7185|pp=332-335|doi=10.1038/nature06827|
Se la simmetria CP fosse esattamente valida, il tasso di decadimento del [[mesone]] B e della sua anti-particella sarebbero identici in ogni stato finale, mentre i suddetti esperimenti hanno dimostrato che non è cosìurl=http://www. I risultati sono definitivi e sono stati desunti dall'analisi dei risultati di molti milioni di eventinature.com/nature/journal/v452/n7185/full/nature06827.html}}</ref><ref>{{en}} {{Cita pubblicazione|autore=TheMichael BelleE. CollaborationPeskin|anno=2008|mese=marzo|titolo=DifferenceParticle inphysics: directSong charge-parity violation between charged and neutralof Bthe mesonelectroweak decayspenguin|rivista=Nature|volume=452|numero=7185|pp=332293-335294|doi=10.1038/nature06827452293a|
url=http://www.nature.com/nature/journal/v452/n7185/full/nature06827.html}}</ref>
<ref>{{en}} {{Cita pubblicazione|autore=Michael E. Peskin|anno=2008|mese=marzo|titolo=Particle physics: Song of the electroweak penguin|rivista=Nature|volume=452|numero=7185|pp=293-294|doi=10.1038/452293a|
url=http://www.nature.com/nature/journal/v452/n7185/full/452293a.html}}</ref>
 
La violazione della simmetria CP è di fondamentale importanza perché dimostra che nelle leggi di Natura esiste una seppur piccola asimmetria tra [[materia (fisica)|materia]] e [[antimateria]]. Questa asimmetria avrebbe determinato la prevalenza della prima sulla seconda dando luogo all'[[asimmetria barionica]] e fornendo la spiegazione che tutto l'[[universo osservabile]] consiste di particelle e non di anti-particelle. Se la simmetria fosse stata perfetta l'[[annichilazione]] completa fra materia e antimateria avrebbe impedito la formazione dell'universo attuale. Va però sottolineato che lL'asimmetria materia-antimateria che può scaturire a seguito di una violazione della simmetria CP, combinata con altri necessari fenomeni, quali la violazione del [[numero barionico]] e la condizione che il processo avvenga in non-equilibrio termodinamico, potrebbe non essere sufficiente a spiegare l'asimmetria reale osservata oggi. Diversi programmi sperimentali hanno come scopo la ricerca di anti-particelle primordiali nell'universo.
 
== Note ==