Invarianța CPT

Invarianța CPT  ( Charge ,  Parity , Time ) este o simetrie fundamentală a legilor fizice în timpul transformărilor , inclusiv inversarea simultană a conjugării sarcinii , parității și timpului .

Istorie

Descoperirile de la sfârșitul anilor 1950 au relevat încălcări ale simetriei P în interacțiuni slabe , iar încălcările simetriei C sunt, de asemenea, bine cunoscute . De ceva timp s-a crezut că simetria CP este păstrată în toate fenomenele fizice, dar mai târziu a devenit clar că nu a fost cazul.

Pe de altă parte, există o teoremă care deduce conservarea simetriei CPT pentru toate fenomenele fizice, pe baza corectitudinii legilor cuantice și a invarianței Lorentz . Mai precis, teorema CPT afirmă că orice teorie a câmpului cuantic local invariant de Lorentz cu un Hamiltonian Hermitian trebuie să aibă simetrie CPT.

Teorema CPT a apărut pentru prima dată în lucrarea lui Julian Schwinger în 1951 pentru a demonstra legătura dintre spin și statistică . În 1954, Gerhart Lüders și Wolfgang Pauli au obținut o demonstrație mai riguroasă, motiv pentru care teorema este uneori numită teorema Lüders-Pauli. În același timp și independent, teorema a fost demonstrată de John Stuart Bell . Aceste dovezi se bazează pe corectitudinea invarianței Lorentz și pe principiul localității în interacțiunea câmpurilor cuantice. Ulterior, Res Jost a dat o dovadă mai generală în ceea ce privește teoria axiomatică a câmpurilor cuantice.

Concluzie

Într-o derivație nestrictă, puteți lua transformarea Lorentz într-o anumită direcție - să o numim . Dacă complicăm grupul Lorentz , boostul imaginar cu parametrul boost va duce la faptul că tinde spre , dar tinde spre . Dacă efectuăm apoi o rotație suplimentară în planul xy , obținem o combinație de P și CT. Combinația CT apare aici în locul lui T pentru că avem de-a face cu o transformare unitară și nu cu una anti -unitară . Presupunând că operația de creștere complexă este corectă ca simetrie, obținem o stare care este descrisă de aceleași legi. Aceasta ne oferă teorema CPT.

Invarianța CPT și antimateria

În virtutea teoremei CPT, este dovedită o corespondență strictă între materie și antimaterie . În special, o particulă și o antiparticulă au exact aceeași masă și moment magnetic , sarcinile lor electrice sunt egale ca mărime și semn opus, iar spinurile lor sunt egale ca mărime și opuse ca direcție.

În diagramele Feynman, o antiparticulă este echivalentă cu o particulă care merge înapoi în timp. Din această cauză, diagramele, de exemplu, ale efectului Compton și ale anihilării unei perechi electron - pozitron sunt echivalente și dau aceleași valori de amplitudine.

Consecințe și implicații

Implicația acestei concluzii este că încălcarea CPT duce automat la încălcarea invarianței Lorentz .

Implicația simetriei CPT este că imaginea în oglindă a Universului nostru - momentele și pozițiile tuturor obiectelor sunt reflectate în planul imaginar (corespunzător inversării de paritate ), toată materia este înlocuită cu antimaterie (corespunzând inversării sarcinii ) și inversată în timp. — se va comporta așa la fel ca universul nostru. În orice moment din timpurile respective, cele două universuri vor fi identice, iar transformarea CPT se va transforma cu ușurință unul în celălalt. Simetria CPT este considerată a fi o calitate fundamentală a legilor fizice.

Pentru a păstra această simetrie, fiecare încălcare a simetriei combinate a celor două componente ale sale (de exemplu, CP) trebuie să aibă o încălcare corespunzătoare în a treia componentă (de exemplu, T); de fapt, din punct de vedere matematic, sunt același lucru. Astfel, încălcările simetriei T sunt adesea denumite încălcări ale invarianței CP .

Teorema CPT poate fi generalizată pentru a lua în considerare grupurile de pini .

Vezi și

• Simetria Poincare și Teoria Câmpului Cuantic
• Paritate (fizică) , conjugarea sarcinii și simetria T
• Încălcarea CP și kaon
• în NF - Guliakovsky „Spații străine”: „Ultima, a treia condiție a teoremei CPT necesită înlocuirea timpului obișnuit cu opusul. Potrivit teoreticienilor, respectarea acestor trei condiții caracterizează o lume paralelă. Există o singură problemă în acest sens. Teoria. O dificultate. Dacă timpul este în paralel, lumea curge înapoi la a noastră, astfel de lumi nu se pot intersecta. Sau mai bine zis, se pot, dar o singură dată într-un singur punct. Și dacă da, atunci poate fi un număr infinit de lumi care trec pe lângă unul pe celălalt la răscrucea timpului... La unele dintre ele există Vonyalruk, bătut în cuie pe perete, jucând rolul unei păpuși mecanice și fiind, mai degrabă, doar un mijloc de a controla o persoană vie ... "

Literatură

• Griffiths, David J. Introducere în particulele elementare  (nedefinită) . - Wiley, John & Sons, Inc., 1987.
• RF Streeterși AS WightmanPCT, statistici spin și toate astea  (neopr.) . — Benjamin/Cummings, 1964.

Link -uri

• http://www.arxiv.org/abs/math-ph/0012006
• http://www.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/05/2.html
• Grup de date despre particule pe CPT
• Teoria cu 8 componente pentru fermioni în care paritatea T poate fi un număr complex cu rază unitară. Invarianța CPT nu este o teoremă, ci o proprietate mai bună în această clasă de teorii.

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4173589-4