Зарядовое сопряжение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Заря́довое сопряже́ние (С-преобразование) — операция замены частицы на соответствующую античастицу (напр., электрон на позитрон). Слабое взаимодействие нарушает инвариантность относительно зарядового сопряжения. Это следует уже из первого опыта Ву Цзяньсюн с сотрудниками, доказавшего несохранение пространственной чётности в слабом взаимодействии.

Оператор зарядового сопряжения обозначается . По определению, , где волновая функция частицы, - волновая функция античастицы. Оператор зарядового сопряжения эрмитов, поэтому он описывает некоторую физическую величину. При измерении этой физической величины можно получить лишь одно из собственных значений оператора : . Квантовое число называется зарядовой четностью[1].

Симметрия в физике
Преобразование Соответствующая
инвариантность
Соответствующий
закон
сохранения
Трансляции времени Однородность
времени
…энергии
C, P, CP и T-симметрии Изотропность
времени
…чётности
Трансляции пространства Однородность
пространства
…импульса
Вращения пространства Изотропность
пространства
…момента
импульса
Группа Лоренца (бусты) Относительность
Лоренц-ковариантность
…движения
центра масс
~ Калибровочное преобразование Калибровочная инвариантность …заряда

Зарядовая чётность[править | править код]

Зарядовая чётность (С-чётность) — одно из квантовых чисел истинно нейтральной частицы (или другой квантовомеханической системы), определяющее поведение её вектора состояний при зарядовом сопряжении. При операции зарядового сопряжения волновая функция такой частицы умножается на значение С-чётности, то есть меняет знак либо остаётся прежней. С-чётность является мультипликативным квантовым числом.

Зарядовая чётность фотона отрицательна: С = −1 (это можно увидеть из того, что при зарядовом сопряжении электрические заряды меняют знак, поэтому и электромагнитные поля, квантами которых являются фотоны, тоже должны изменить знак, чтобы эволюция системы не изменилась). В любых процессах, обусловленных электромагнитным или сильным взаимодействием, зарядовая чётность сохраняется. Вследствие этого, при любых электромагнитных процессах невозможно превращение нечётного числа фотонов в чётное и наоборот (Теорема Фарри).

Зарядовая чётность пиона положительна. Это следует из его распада на два фотона за счёт электромагнитного взаимодействия: . В силу сохранения зарядовой чётности получаем: . Зарядовая чётность является мультипликативным квантовым числом, поэтому [1].

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Наумов А. И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - М., Просвещение, 1984. - С. 276-277
пор
C, P и T-симметрии
Зарядовое сопряжение | P-симметрия | T-симметрия
CP-симметрия | CPT-инвариантность
pin-группа | Чётность