Oscilación de partículas neutras

En física de partículas, la oscilación de partículas neutras es la trasmutación de una partícula sin carga eléctrica en otra debido a un cambio de un número cuántico interno mediante una interacción que no conserva dicho número cuántico. Estas oscilaciones se pueden clasificar en dos tipos:

• Oscilaciones de partícula-antipartícula: por ejemplo, las oscilaciones de K0
  –K0
  , de B0
  –B0
  , o de D0
  –D0
  ​.
• Oscilación de sabor: por ejemplo, las oscilaciones de ν
  e–ν
  μ .

En el caso de que las partículas se desintegren en algún estado final, el sistema no es puramente oscilatorio, y se observan interferencias entre la oscilación y la desintegración.

Historia y motivación

Violación de CP

Tras el impactante descubrimiento por parte de Wu et al. en 1957 de la violación de la paridad, se asumió que CP (la transformación conjunta de conjugación de carga y paridad) sí se conservaba.​ Sin embargo, en 1964 Cronin y Fitch descubrieron una violación de CP en el sistema de kaones neutros.​ Observaron que el estado de vida larga K₂ (CP = −1) podía desintegrarse a dos piones (CP = (−1)(−1) = +1), violando la conservación de CP.

En 2001, los experimentos BaBar y Belle confirmaron la violación de CP en el sistema B0
–B0
.​​ Ambos laboratorios reportaron violación directa de CP en B0
–B0
en 2005.​​

El problema de los neutrinos solares

Comparación entre las predicciones teóricas (sin oscilación de neutrinos) para la producción de neutrinos solares y los resultados de distintos experimentos.

La cadena pp en el Sol produce una gran cantidad de ν
e. En 1968, Raymond Davis et al. publicaron los resultados del experimento de Homestake.​​ Este experimento empleaba un tanque enorme de percloroetileno situado en la mina de Homestake (Dakota del Sur, Estados Unidos), bajo tierra para eliminar el fondo creado por los rayos cósmicos. Los núcleos de cloro del percloroetileno absorben ν
e para producir argón mediante la reacción

${{\nu }_{e}}+C{{l}^{37}}\to A{{r}^{38}}+{{e}^{-}}$,

que es esencialmente

${{\nu }_{e}}+n\to p+e^{-}$.​

El experimento recogió el argón producido durante varios meses. Dado que la interacción de los neutrino es muy débil, solo se creaba aproximadamente un núcleo de argón cada dos días. La cantidad obtenida era solamente un tercio de la predicción teórica de Bahcall.

En 1968, Bruno Pontecorvo demostró que si se supone que los neutrinos tienen masa, los ν
e producidos en el Sol se pueden transformar en otras especies (ν
μ o ν
τ), que no serían detectadas por el experimento de Homestake. La confirmación final a esta solución del problema de los neutrinos solares la proporcionó el SNO en abril de 2002, midiendo tanto el flujo de ν
e como el flujo total de neutrinos.​

Véase también

• Matriz CKM
• Violación de CP
• Simetría CPT
• Kaón
• Oscilación de neutrinos