CPT-invarians

CPT-invarians  ( laddning ,  paritet, tid ) är en grundläggande symmetri av fysiska lagar under transformationer , inklusive den samtidiga inversionen av laddningskonjugering , paritet och tid .

Historik

Upptäckter i slutet av 1950-talet avslöjade P-symmetriöverträdelser i svaga interaktioner , och C-symmetriöverträdelser är också välkända . Under en tid trodde man att CP-symmetri finns bevarad i alla fysiska fenomen, men senare blev det klart att så inte var fallet.

Å andra sidan finns det ett teorem som härleder bevarandet av CPT-symmetri för alla fysiska fenomen, baserat på riktigheten av kvantlagar och Lorentz-invarians . Mer exakt säger CPT-satsen att varje Lorentz-invariant lokal kvantfältteori med en hermitisk Hamiltonian måste ha CPT-symmetri.

CPT-satsen dök upp först i Julian Schwinger 1951 för att bevisa sambandet mellan spinn och statistik . 1954 fick Gerhart Lüders och Wolfgang Pauli ett mer rigoröst bevis, varför satsen ibland kallas för Lüders-Pauli-satsen. Samtidigt och oberoende bevisades satsen av John Stuart Bell . Dessa bevis är baserade på riktigheten av Lorentz-invariansen och principen om lokalitet i samspelet mellan kvantfält. Därefter gav Res Jost ett mer allmänt bevis i termer av axiomatisk kvantfältteori.

Slutsats

I en icke-strikt härledning kan du ta Lorentz-transformationen i en viss riktning - låt oss kalla det . Om vi ​​komplicerar Lorentz-gruppen , kommer den imaginära förstärkningen med boostparametern att leda till att tenderar till , men tenderar till . Om vi ​​sedan utför ytterligare en rotation i xy- planet får vi en kombination av P och CT. Kombinationen CT visas här istället för T eftersom vi har att göra med en enhetlig transformation och inte en anti -enhetlig . Om vi ​​antar att driften av komplex tillväxt är korrekt som en symmetri, får vi ett tillstånd som beskrivs av samma lagar. Detta ger oss CPT-satsen.

CPT-invarians och antimateria

I kraft av CPT-satsen bevisas en strikt överensstämmelse mellan materia och antimateria . Speciellt har en partikel och en antipartikel exakt samma massa och magnetiska moment , deras elektriska laddningar är lika stora och motsatta i tecken, och deras snurr är lika stora och motsatta i riktning.

I Feynman-diagram är en antipartikel likvärdig med en partikel som går bakåt i tiden. På grund av detta är diagrammen över till exempel Compton-effekten och förintelsen av ett elektron - positronpar ekvivalenta och ger samma amplitudvärden.

Konsekvenser och implikationer

Innebörden av denna slutsats är att kränkning av CPT automatiskt leder till kränkning av Lorentz invarians .

Innebörden av CPT-symmetri är att spegelbilden av vårt universum - alla objekts momenta och positioner reflekteras i det imaginära planet (motsvarande paritetsinversion ), all materia ersätts av antimateria (motsvarande laddningsinversion ) och vänds om i tiden — kommer att bete sig så här precis som vårt universum. Vid varje givet ögonblick under respektive tid kommer de två universum att vara identiska, och CPT-transformationen kommer lätt att förvandla det ena till det andra. CPT-symmetri anses vara en grundläggande egenskap hos fysiska lagar.

För att bevara denna symmetri måste varje överträdelse av den kombinerade symmetrin av dess två komponenter (till exempel CP) ha en motsvarande överträdelse i den tredje komponenten (till exempel T); i själva verket, matematiskt, är de samma sak. Sålunda kallas brott mot T-symmetri ofta som brott mot CP-invarians .

CPT-satsen kan generaliseras för att ta hänsyn till stiftgrupper .

Se även

• Poincare symmetri och kvantfältteori
• Paritet (fysik) , Laddningskonjugation och T-symmetri
• CP-brott och kaon
• i NF - Gulyakovsky "Alien Spaces": "Det sista, tredje villkoret i CPT-satsen kräver att vanlig tid ersätts med motsatsen. Enligt teoretiker kännetecknar överensstämmelse med dessa tre villkor en parallell värld. Det finns bara ett problem i detta teori. En svårighet. Om tiden är parallell flödar världen tillbaka till vår, sådana världar kan inte skära varandra. Eller snarare, de kan, men bara en gång på en enda punkt. Och i så fall kan det finnas ett oändligt antal världar som passerar förbi varandra vid tidens vägskäl ... Vid någon av dem finns Vonyalruk, spikad på väggen, som spelar rollen som en mekanisk docka och är snarare bara ett sätt att kontrollera en levande person ... "

Litteratur

• Griffiths, David J. Introduktion till elementarpartiklar  (obestämd) . - Wiley, John & Sons, Inc., 1987.
• RF Streeteroch AS WightmanPCT, spinstatistik och allt det där  (neopr.) . — Benjamin/Cummings, 1964.

Länkar

• http://www.arxiv.org/abs/math-ph/0012006
• http://www.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/05/2.html
• Partikeldatagrupp på CPT
• 8-komponentteori för fermioner där T-paritet kan vara ett komplext tal med enhetsradie. CPT-invariansen är inte ett teorem utan en bättre att ha egendom i dessa klasser av teorier.

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	GND : 4173589-4