CPT invarianssi

CPT-invarianssi  ( Charge ,  Parity, Time ) on fysikaalisten lakien perussymmetria muunnosten aikana , mukaan lukien varauskonjugaation , pariteetin ja ajan samanaikainen inversio .

Historia

1950- luvun lopulla tehdyt löydöt paljastivat P-symmetriarikkomuksia heikossa vuorovaikutuksessa , ja myös C-symmetriarikkomukset ovat hyvin tunnettuja . Jonkin aikaa uskottiin, että CP-symmetria säilyy kaikissa fysikaalisissa ilmiöissä, mutta myöhemmin kävi selväksi, että näin ei ollut.

Toisaalta on olemassa lause, joka päättelee CPT-symmetrian säilymisen kaikille fysikaalisille ilmiöille kvanttilakien ja Lorentzin invarianssin oikeellisuuden perusteella . Tarkemmin sanottuna CPT -lause sanoo, että jokaisella Lorentzin invariantilla paikallisella kvanttikenttäteorialla, jossa on hermiittinen Hamiltonin teoria, täytyy olla CPT-symmetria.

CPT - lause ilmestyi ensimmäisen kerran Julian Schwingerin teoksessa vuonna 1951 todistamaan spinin ja tilastojen välistä yhteyttä . Vuonna 1954 Gerhart Lüders ja Wolfgang Pauli saivat tarkemman todisteen, minkä vuoksi lausetta kutsutaan joskus Lüders-Pauli-lauseeksi. Samanaikaisesti ja itsenäisesti lauseen todisti John Stuart Bell . Nämä todisteet perustuvat Lorentzin invarianssin oikeellisuuteen ja paikallisuusperiaatteeseen kvanttikenttien vuorovaikutuksessa. Myöhemmin Res Jost antoi yleisemmän todisteen aksiomaattisen kvanttikenttäteorian kannalta.

Johtopäätös

Epätiukalla johdannaisella voit viedä Lorentzin muunnoksen tiettyyn suuntaan - kutsutaan sitä . Jos monimutkaistamme Lorentz-ryhmää , kuvitteellinen tehostus boost-parametrilla johtaa siihen, että sillä on taipumus , mutta taipumus . Jos sitten suoritamme lisäkierron xy - tasossa , saamme P:n ja CT:n yhdistelmän. Yhdistelmä CT esiintyy tässä T:n sijaan, koska kyseessä on unitaarinen muunnos eikä anti -unitaarinen muunnos . Olettaen, että kompleksisen kasvun toiminta on oikea symmetriana, saadaan tila, jota kuvaavat samat lait. Tämä antaa meille CPT-lauseen.

CPT invarianssi ja antimateria

CPT-lauseen nojalla aineen ja antiaineen välinen tiukka vastaavuus on todistettu . Erityisesti hiukkasella ja antihiukkasella on täsmälleen sama massa ja magneettinen momentti , niiden sähkövaraukset ovat suuruudeltaan yhtä suuret ja vastakkaiset etumerkillä ja niiden spinit ovat suuruudeltaan yhtä suuret ja vastakkaiset.

Feynman - kaavioissa antihiukkanen vastaa ajassa taaksepäin kulkevaa hiukkasta. Tästä johtuen esimerkiksi Compton-ilmiön ja elektroni - positroniparin annihilaatiokaaviot ovat samanarvoisia ja antavat samat amplitudiarvot.

Seuraukset ja seuraukset

Tämä päätelmä johtaa siihen, että CPT:n rikkominen johtaa automaattisesti Lorentzin invarianssin rikkomiseen .

CPT-symmetrian implikaatio on, että universumimme peilikuva - kaikkien esineiden momentit ja sijainnit heijastuvat kuvitteellisessa tasossa (vastaten pariteetin inversiota ), kaikki aine korvataan antimateriaalilla (vastaa varauksen inversiota ) ja käännetään ajassa. - käyttäytyy tällä tavalla kuin universumimme. Koska tahansa kulloinkin vastaavina aikoina, nämä kaksi universumia ovat identtisiä, ja CPT-muunnos muuttaa helposti toisen toiseksi. CPT-symmetriaa pidetään fysikaalisten lakien perustavanlaatuisena ominaisuutena.

Tämän symmetrian säilyttämiseksi jokaisella sen kahden komponentin (esimerkiksi CP) yhdistetyn symmetrian rikkomisella on oltava vastaava rikkomus kolmannessa komponentissa (esimerkiksi T); itse asiassa matemaattisesti ne ovat sama asia. Siten T-symmetrian rikkomuksia kutsutaan usein CP-invarianssin rikkomuksiksi .

CPT-lause voidaan yleistää nastaryhmien huomioimiseksi .

Katso myös

• Poincaren symmetria ja kvanttikenttäteoria
• Pariteetti (fysiikka) , varauskonjugaatio ja T-symmetria
• CP-rikkomus ja kaon
• NF - Gulyakovsky "Alien Spaces": "CPT-lauseen viimeinen, kolmas ehto edellyttää tavallisen ajan korvaamista vastakkaisella. Teoreetikkojen mukaan näiden kolmen ehdon noudattaminen luonnehtii rinnakkaismaailmaa. Tässä on vain yksi puute. teoria. Yksi vaikeus. Jos aika on rinnakkain, maailma virtaa takaisin meidän luoksemme, sellaiset maailmat eivät voi leikkaamaan toisiaan. Tai pikemminkin voivat, mutta vain kerran yhdessä pisteessä. Ja jos on, niin maailmoja voi kulkea ääretön määrä toisiaan ajan risteyksessä ... Jossain heistä on seinään naulattu Vonyalruk, joka esittää mekaanisen nuken roolia ja on pikemminkin vain väline hallita elävää ihmistä ... "

Kirjallisuus

• Griffiths, David J. Johdatus alkuainehiukkasiin  (määrittämätön) . - Wiley, John & Sons, Inc., 1987.
• RF Streeterja AS WightmanPCT, spin tilastot ja kaikki se  (neopr.) . - Benjamin/Cummings, 1964.

Linkit

• http://www.arxiv.org/abs/math-ph/0012006
• http://www.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/05/2.html
• CPT:n hiukkastietoryhmä
• 8-komponenttinen teoria fermioneille , joissa T-pariteetti voi olla kompleksiluku yksikkösäteellä. CPT-invarianssi ei ole lause, vaan parempi ominaisuus näissä teorioiden luokassa.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri katalaani Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4173589-4