Simetrias e suas quebras: carga-paridade e o problema da anisotropia matéria-antimatéria

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Data

2022-02-03

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Este trabalho apresenta uma revisão bibliográfica de como a violação da simetria CP, conhecida por Carga-Paridade poderia explicar o problema da Bariogênese: O porquê de existir mais matéria do que antimatéria no Universo conhecido. O primeiro capítulo deste trabalho se baseia na Teoria Quântica de Campos e é um estudo acerca das simetrias discretas: a Paridade, a conjugação de Carga, a Reversão temporal e o teorema CPT. Essas são simetrias muito importantes no estudo da física de partículas. No Capítulo seguinte, é introduzida a violação da simetria Carga-Paridade, será discutida sua descoberta, como ela ocorre no Modelo Padrão e qual é a sua possível ligação com o problema da assimetria existente entre matéria e antimatéria no Universo. O capítulo posterior é um estudo acerca da matriz CKM, uma matriz unitária que trata das possíveis mudanças de sabor dos quarks por meio da interação fraca, suas parametrizações e o triângulo unitário em sua decorrência. O último capítulo utiliza de todos os conceitos anteriores para relacionar a violação de CP com a Bariogênese, especialmente no que diz respeito ao setor eletrofraco do Modelo Padrão. Por fim, nas conclusões e perspectivas serão discutidos os resultados dessa pesquisa e quais as perspectivas de resultados futuros segundo experimentos mais recentes.
This work presents a literature review of how the violation of CP symmetry, known as Charge-Parity, could explain the problem of Baryogenesis: Why there is more matter than antimatter in the known Universe. The first chapter of this work is based on Quantum Field Theory and is a study of discrete symmetries: Parity, Charge conjugation, Time Reversal and the CPT theorem. These are very important symmetries in the study of particle physics. In the next chapter, the violation of charge-parity symmetry is introduced, its discovery will be discussed, how it occurs in the Standard Model and what is its possible connection with the problem of asymmetry existing between matter and antimatter in the Universe. The later chapter is a study about the CKM matrix, a unitary matrix that deals with possible changes in the flavor of quarks through weak interaction, its parameterizations and the unitary triangle as a result of it. The last chapter uses all the previous concepts to relate CP violation with Baryogenesis, especially with regard to the electroweak sector of the Standard Model. Finally, the conclusions and perspectives will discuss the results of this research and what are the prospects for future results according to more recent experiments.

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Palavras-chave

Simetrias discretas, Violação CP, Matriz CKM, Quarks, Bariogênese, Discrete symmetries, CP violation, CKM matrix, Quarks, Baryogenesis

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