Seguimos con las simetrías combinadas con la simetría CPT (conjugación de cargas, paridad de la reflexión y el tiempo reversible) que durante años se pensó que eran simetrías perfectas cada una de ellas, hasta que la fuerza nuclear débil demostró que solo en forma combinada formaban una simetría de la naturaleza.

1.- La simetría de reflexión (P). ¿es la simetría especular una simetría de la naturaleza? Es decir se cumple en todos los casos. Parecía que sí (el mundo de Alicia y el nuestro tenía las mismas leyes físicas). Pero la fuerza nuclear débil (una de las cuatro fuerzas de la naturaleza: la fuerza que dentro del núcleo atómico controla la desintegración beta) demostró que no era así. En la desintegración del pión y el neutrón no se conserva el spin (el giro intrínseco de las partículas). La paridad (la reflexión especular) no se conserva en todos los casos.

2. La simetría de inversión temporal (T). Las leyes físicas son las mismas si el tiempo avanza o si retrocede. La existencia de la entropía (el segundo principio de la termodinámica) que aumenta el desorden de las configuraciones de múltiples elementos, no invalida la igualdad de la física por inversión temporal. La entropía es un concepto estadístico en una ciencia (la termodinámica) también estadística. La inversión temporal no debe entenderse como que el vaso hecho añicos se recomponga, porque el hecho no es imposible. Es simplemente altamente improbable debido a las condiciones iniciales en una situación estadística. Pero de nuevo la fuerza nuclear débil viola la invarianza de la inversión temporal. La combinación de la teoría cuántica y la relatividad predice la existencia de la antimateria: toda partícula tiene una antipartícula con todas sus características  excepto la carga eléctrica que cambia de positiva a negativa (Dirac). Feynman lo explicó de otra manera: una antipartícula es una partícula que se mueve atrás en el tiempo. La inversión temporal no deja invariantes las leyes físicas. La partícula se transforma en antipartícula.

3. La simetría de la conjugación de carga (C) y la simetría combinada C+P. Si entendemos la antimateria como conjugación de carga de partículas idénticas, la sustitución de partículas por antipartículas no constituye una simetría de la naturaleza. Se probó entonces si la simetría combinada CP (conjugación de carga-paridad especular) era simétrica. De nuevo la fuerza nuclear débil (desintegración de los muones y otras partículas) invalidó la simetría combinada C+P. Las partículas y las antipartículas se comportan de forma ligeramente diferente. Y estamos de suerte pues si tras el bingbang (en el que las energía de vacío se dividió en materia y antimateria) toda la materia se hubiera destruido con la antimateria nuestro universo no existiría. El pequeño excedente que escapó a la destrucción mutua dio lugar al espacio al tiempo y a la materia.

4. La simetría combinada CPT. No ha sido posible encontrar ninguna violación de la simetría combinada CPT… todavía. Provisionalmente la simetría combinada CPT es una simetría de la naturaleza.

El desgarrado. Noviembre 2021.