¿Calla y calcula?

La situación actual del modelo estándar de partículas y de la teoría de la relatividad es muy parecida a la situación del modelo celeste a...

El decaimiento de las partículas.

Uno de los motivos para escribir ¿Por qué no comprendes ni la relatividad ni la física cuántica? es la naturalidad con la que por una parte reconocemos que las partículas elementales son 'elementales', pero, por otra parte y con la misma naturalidad, reconocemos que estas mismas partículas se rompen, se agrupan y se transforman entre ellas.

Siguiendo con el artículo de El enigma de la fórmula de Koide (Un premio Nobel para ti), vamos a analizar las transformaciones entre las partículas agrupadas como ‘leptones con carga’: es decir el Electrón, el Muón y el Tauón cuyas masas obedecen dicha fórmula, para proponer al final una posible interpretación (no explicación) de las tres generaciones de partículas

El electrón es una partícula elemental que posee una masa de 0,5 y por lo tanto está sometido a la interacción gravitatoria, posee una carga eléctrica (-1) y por lo tanto está sometido a la interacción electromagnética pero no posee carga de color y por lo tanto no siente la interacción fuerte.

El muón es igual que el electrón con una masa de 106 y el tauón es igual que el electrón con una masa de 1.777. Son la segunda y la tercera generación del electrón en el modelo estándar. Ambos, el muón y el tauón, son inestables y ‘decaen’ en otras partículas. Esto es lo que vamos a intentar describir literariamente en lo que sigue.

Masa de los leptones con carga
Masa de los leptones con carga

Mientras que la interacción fuerte, la interacción electromagnética y la interacción gravitatoria responden a curvaturas de las dimensiones del espacio-tiempo en las que se ‘acomodan’ las partículas, la interacción débil es el efecto del ‘fluzo’ del tiempo sobre las partículas: el universo se comporta como un espacio ligeramente viscoso por el que fluye el tiempo que arrastra las partículas con masa suavemente y las dispone de forma que ofrezcan el mínimo de resistencia a este flujo. Este efecto es el campo de Higgs y es el origen del decaimiento de las partículas con masa.

Como referencia podemos acceder a estos enlaces:


Las partículas que resultan de estos procesos son más estables (duran más tiempo) y reducen de forma significativa su masa: al final quedan el quark Up, el electrón y el neutrino. El quark Down (4,8) tiene el doble de masa que el quark Up (2,4) y una vida media de un cuarto de hora (libre, cuando no abraza otros quarks). Las partículas de la segunda y de la tercera generación tienen una masa mucho mayor y duración menor. El tauón (1.777), por ejemplo, casi duplica la masa del protón (938). La fórmula de Koide, por ejemplo, exhibe esta disparidad de masas en los leptones con carga.

Las partículas se transforman y a veces se rompen para reducir este ‘rozamiento’ (estoy estirando el lenguaje) en varios grandes procesos:
  • Los quarks de tipo Down se convierten en quarks de tipo Up de la misma generación. 
  • Los quarks decaen de una generación alta a una más baja (siempre junto a la transformación anterior).
  • Los neutrinos, o leptones sin carga, 'oscilan', en lugar de decaer, entre las tres generaciones.
  • Los leptones con carga ‘decaen’.
Estas transformaciones debemos verlas como rotaciones y transformaciones en el fluzo del tiempo, que pueden liberar otras partículas y antipartículas. 

El proceso que vamos a desarrollar aquí es este último. Veremos en primer lugar la descripción y luego una posible interpretación.

Descripción del decaimiento de los tauones y de los muones.

El  tauón (Wikipedia en inglés), de la tercera generación, se rompe liberando siempre un neutrino tauónico (de la misma tercera generación), y además se crean con estas probabilidades:
  • 18% de veces un electrón y un antineutrino electrónico (I generación).
  • 17% de veces un muón y un antineutrino muónico (II generación).
  • 65% de veces en hadrones (formados por combinaciones de quarks y anti quarks). En el esquema hay una de estas opciones (Down y anti Up) pero hay más.

El muón (Wikipedia en inglés), de la segunda generación, se rompe liberando un neutrino muónico (de la misma segunda generación), y además crea un electrón y un antineutrino electrónico.

Decaimiento más frecuente del muón

Interpretación del decaimiento de las partículas.

Postulamos que los neutrinos son partículas unidimensionales sobre el eje del tiempo t; los electrones son partículas bidimensionales sobre el tiempo t y la dimensión oculta u (unseen) y por último los quarks son partículas tridimensionales sobre t, u y una dimensión espacial s.

La transformación del quark Down en Up es un proceso que ya hemos descrito anteriormente como una rotación en el fluzo, sin ser un cambio de generación.

Para los otros casos, si miramos las masas, tenemos que en cada una de estas transformaciones, se ‘pierde’ gran cantidad de masa pero los neutrinos no justifican esta enorme disminución de masa. Hagamos un balance para la transformación del muón en electrón:

Partícula
Masa
Muón
1777
Neutrino Muónico
<16
Antineutrino electrónico
Casi cero
Electrón
0,5

A la masa del muón (1777), le restamos la masa del neutrino moúnico emitido, le sumamos la masa del antineutrino electrónico y el resultado debería ser 0,5. Imposible.

En el acto de la medición de una partícula tenemos dos elementos: el sistema de referencia del experimentador y el sistema de referencia de la partícula. Entonces, la rotación de una partícula podría transformar carga eléctrica, carga gravitatoria o carga de color entre ellas y ello se debería percibir como una transformación de la partícula.

Por ejemplo, en el caso de la oscilación de los neutrinos, tenemos una partícula lineal, dispuesta sobre el eje del tiempo. Si esta partícula rota y se dispone sobre una dimensión espacial se podría transformar en un gluón, pero habría perdido la masa.

Por ello debemos recurrir al postulado del transformador topológico de la percepción (TTP) que introduce un tercer elemento, una lupa, entre el objeto observado y el sujeto que toma la medición.

Supongamos que los tres neutrinos son una única partícula caracterizada por una masa. La segunda y la tercera generación son resultado de la deformación creada por el TTP sobre la medición de la masa del neutrino.

Si reconocemos que, aparte de la interacción débil, tenemos tres interacciones y tres generaciones, podemos sugerir lo siguiente:

Una posible interpretación del decaimiento de las partículas es considerar que se trata de una rotación no de la partícula sino de la percepción que tenemos de ella. Por ello:

Las partículas de la segunda generación son las mismas que las de la primera pero la masa percibida resulta de una transformación de la masa de la primera por la intensidad de la carga eléctrica.

Las partículas de la tercera generación son las mismas que las de la primera pero su masa percibida resulta de una transformación de la masa de la primera por la intensidad de la carga de color.

La segunda y la tercera generación de los leptones con carga es el efecto de medir la masa del electrón (I generación) con la intensidad de la carga eléctrica (II generación) o con la intensidad de la carga de color (III generación).

La segunda y la tercera generación de los neutrinos es el efecto de medir la masa del neutrino electrónico (I generación) con la intensidad de la carga eléctrica (II generación) o con la intensidad de la carga de color (III generación). A diferencia de la familia de los electrones y de la de los quarks, esta rotación es simple y por ello los neutrinos oscilan en lugar de decaer.

Ello establecería una posible relación entre las masas de las partículas, las constantes de acoplamiento entre las tres fuerzas y la fórmula de Koide.

Hasta aquí. Las bases en

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