¿Qué es la paridad?
Quizá descubriríamos también otras situaciones. Al chocar dos partículas y desintegrarse en otras tres, podríamos encontrar que A + A = A + B + B, o que A + B = B + B + B.
Pero habría situaciones que nunca observaríamos. No encontraríamos, por ejemplo, que A + B = A + A, ni que A + B + A = B + A + B.
¿Qué significa todo esto? Pues bien, imaginemos que A representa un número entero par (2 ó 4 ó 6) y B cualquier entero impar, como 3, 5 ó 7. La suma de dos enteros pares siempre es un entero par (6 = 2 + 4), de modo que A = A + A. La suma de dos enteros impares siempre es par (8 = 3 + 5), de modo que A = B + B. Sin embargo, la suma de un entero par y otro impar es siempre impar (7 = 3 + 4), de modo que B = A + B.
Dicho con otras palabras, hay ciertas partículas subatómicas que cabría llamar "impares" y otras que cabría llamar "pares", porque, sólo forman aquellas combinaciones y desintegraciones que se cumplen en el caso de sumar enteros pares e impares.
Cuando dos enteros son ambos pares o ambos impares, los matemáticos dicen que "tienen la misma paridad". Si uno de ellos es par y el otro impar, son de "paridad diferente". Por consiguiente, cuando las partículas subatómicas se comportan como si algunas de ellas fuesen pares y otras impares, sin quebrantar nunca las reglas de adición de números pares e impares, se considera que hay "conservación de la paridad".
En 1927, el físico Eugene Wigner 1 demostró que había conservación de la paridad entre las partículas subatómicas, porque podía decirse que dichas partículas poseían una "simetría izquierda-derecha". Los objetos que poseen tal simetría son idénticos a sus imágenes especulares (la imagen reflejada en un espejo). Los numerales 8 y 0 y las letras H y X tienen esa simetría. Si volvemos el 8, el 0, la H o la X de manera que lo que estaba antes a la izquierda esté ahora a la derecha y viceversa, lo que obtendríamos seguiría siendo 8, 0, H y X. Las letras b y p no tienen esa simetría izquierda-derecha. Si les damos la vuelta, la b se convierte en d y la p en q, letras completamente distintas.
En 1956, los físicos Tsung Dao Lee 2 y Chen Ning Yang 3 demostraron que la paridad no se debería conservar en ciertos tipos de sucesos subatómicos, y los experimentos demostraron en seguida que estaban en lo cierto. Según esto, había partículas subatómicas que se comportaban como si no fuesen simétricas bajo ciertas condiciones.
Por esta razón se elaboró una ley de conservación más general. Allí donde una partícula no era simétrica, su antipartícula (de carga eléctrica o campo magnético opuesto) tampoco lo era, pero de manera contraria. Si una partícula era como p, su antipartícula era como q.
Juntando la carga eléctrica (C) y la paridad (P), se puede establecer una regla elemental que nos dice qué sucesos subatómicos pueden tener lugar y cuáles no. Esto es lo que se denomina la "conservación CP".
Más tarde se vio que para que la regla estuviese a salvo de todo riesgo había que considerar también la dirección del tiempo (T); pues hay que señalar que los sucesos subatómicos cabe contemplarlos como si se desarrollaran para adelante o para atrás en el tiempo. Esto es lo que se denomina "conservación CPT".
Hace poco se ha puesto también en tela de juicio la conservación CPT pero hasta ahora no se ha llegado a una decisión final.
Notas:
(1) Eugene Paul Wigner (húngaro Wigner Pál Jeno) (17 de noviembre de 1902 - 1 de enero de 1995) fue un físico y matemático húngaro que recibió el premio Nóbel de física en 1963 "por sus contribuciones a la teoría del núcleo atómico y de las partículas elementales, particularmente, por del descubrimiento y aplicación de los principios fundamentales de la simetría.
Wigner ha sido referido a veces como el genio silencioso y algunos de sus contemporáneos lo consideraban del igual potencial intelectual que Einstein, sin desigualdad. Wigner es famoso por sentar los fundamentos de la teoría de simetrías en la mecánica cuántica, así como por su investigación en los núcleos atómicos, así como por sus varios teoremas
(2) Tsung-Dao Lee (24 de noviembre de 1926) es un físico chino cuyas teorías guiaron la investigación de la física nuclear durante la segunda mitad del siglo XX. Encontró incoherencias en el principio de paridad e inició el desarrollo de una teoría unificadora de la naturaleza de las partículas subatómicas.
(3) Chen Nin Franklin Yang (22 de septiembre de 1922) es un físico chino-americano que trabajó en la mecánica estadística y los principios de simetría.
A los 35 años recibió, junto a Tsung-Dao Lee, el premio Nóbel de Física por su teoría de que las interacciones débiles entre partículas elementales no tenían paridad simétrica. Esto fue más tarde verificado experimentalmente por Chien-Shiung Wu.
Yang es también reconocido por su colaboración con Robert Mills para desarrollar una teoría de gauge de una nueva clase. Esas teorías de Yang-Mills son ahora una parte fundamental del Modelo Estándar para física de partículas.
Nació en Hefei, China y realizó sus estudios en Pekín y Kamming. Recibió su título de la Universidad Nacional Asociada del Sudoeste en Kamming en 1942. Dos años después estudió para master en la Universidad Tsinghua también en Kamming. Recibió su título de doctor en Física en 1948 en la Universidad de Chicago y permaneció un año como ayudante de Enrico Fermi. En 1949 se mudó al Instituto de Estudios Avanzados en Princeton y en 1965 a la Universidad de Stony Brook.
Fue nombrado miembro de la Sociedad Americana de Física y de la Academia Sinica y recibió un doctorado honorífico de la Universidad de Princeton en 1958.
Se casó en 1950 con Chih-li Tuh y tuvo dos hijos y una hija.
En 1999 se retiró de la Universidad de Stony Brook para volver a la Universidad de Tsinghua. Su esposa murió en 2003 y Yang, a la edad de 82 años, se comprometió con una joven física de 28 años llamada Weng Fan con quien se casó en 2005. Desde entonces ha recibido muchas críticas de la prensa china.