Varauskonjugaatio ( C -transformaatio) on toimenpide, jossa hiukkanen korvataan vastaavalla antihiukkasella (esimerkiksi elektroni positronilla ).
Varauksen konjugaatiooperaattori on merkitty . Määritelmän mukaan , jossa on hiukkasen aaltofunktio, on antihiukkasen aaltofunktio. Varauksen konjugaatiooperaattori on Hermitian , joten se kuvaa jotakin fyysistä määrää. Tätä fyysistä suuretta mitattaessa voidaan saada vain yksi operaattorin ominaisarvoista : . Kvanttilukua kutsutaan varauspariteetiksi [1] [2] .
Varauspariteetti ( C -parity ) on yksi todella neutraalin hiukkasen (tai muun kvanttimekaanisen järjestelmän) kvanttiluvuista, joka määrää sen tilavektorin käyttäytymisen varauskonjugaation aikana. Varauskonjugoinnin aikana tällaisen hiukkasen aaltofunktio kerrotaan C -pariteettiarvolla, eli se vaihtaa etumerkkiä (varauspariton hiukkanen) tai pysyy samana (varausparillinen hiukkanen). C -pariteetti on kertova kvanttiluku.
Voimakkailla sähkömagneettisilla ja yleisen suhteellisuusteorian mukaan gravitaatiovuorovaikutuksilla [3] varauspariteetin säilymislaki täyttyy , heikolla vuorovaikutuksella sitä rikotaan. [4] Tämä seuraa jo Wu Jianxiongin ja työtovereiden ensimmäisestä kokeesta, joka osoitti, että alueellinen pariteetti ei säily heikoissa vuorovaikutuksissa.
Fotonin varauspariteetti on negatiivinen: C = −1 (tämä näkyy siitä, että varauskonjugaation aikana sähkövaraukset vaihtavat etumerkkiä, joten myös sähkömagneettisten kenttien, joiden kvantit ovat fotoneja, on vaihdettava etumerkkiä niin, että järjestelmä ei muutu). Kaikissa prosesseissa, jotka johtuvat sähkömagneettisesta tai voimakkaasta vuorovaikutuksesta, varauspariteetti säilyy. Tämän seurauksena sähkömagneettisten prosessien on mahdotonta muuttaa pariton määrä fotoneja parilliseksi luvuksi ja päinvastoin ( Farryn lause ).
Pionin varauspariteetti on positiivinen. Tämä johtuu sen hajoamisesta kahdeksi fotoniksi sähkömagneettisen vuorovaikutuksen vuoksi: . Varauspariteetin säilymisen perusteella saamme: . Varauspariteetti on kertova kvanttiluku, joten [1] .
C, P ja T | |
---|---|
|