A kombinált paritás , CP szimmetria , CP invariancia két szimmetria szorzata : C a töltéskonjugáció , amely egy részecskét antirészecskéjévé alakít , és P a paritás , amely egy fizikai rendszer tükörképét hozza létre. Az erős erő és az elektromágneses erő invariáns a kombinált CP-transzformációs művelet során, de ez a szimmetria enyhén megbomlik bizonyos típusú gyenge csillapítások során . Történelmileg a CP szimmetriát Lev Landau javasolta a rend helyreállítására, miután az 1950 -es években felfedezték a paritássértést . 1964 -ben azonban James Cronin és Val Fitch megmutatta, hogy a CP szimmetria is megtörhető.
A paritásszimmetria gondolata az, hogy a fizika egyenletei invariánsak a tükörinverzió alatt. Ez ahhoz az előrejelzéshez vezet, hogy egy reakció (például kémiai reakció vagy radioaktív bomlás ) tükörképe ugyanúgy megy végbe, mint maga a reakció. A paritásszimmetria minden olyan reakciónál megfigyelhető, amely csak elektromágnesességgel és erős kölcsönhatásokkal jár . 1956-ig a paritásmegmaradási törvényt az egyik alapvető geometriai megmaradási törvénynek tekintették (ahogyan az energiamegmaradási törvényt és az impulzusmegmaradási törvényt is ). 1956-ban azonban Zhengdao Li és Zhenning Yang fizikusok a felhalmozott kísérleti adatok gondos kritikai elemzése feltárta, hogy a paritás megőrzését nem tesztelték gyenge kölcsönhatási folyamatokban. Számos lehetséges kísérletet javasoltak. Az első kísérlet a kobalt-60 atommagok béta-bomlásán alapult, és 1956-ban hajtotta végre egy Wu Jianxiong által vezetett csoport . Ennek eredményeként kiderült, hogy a P-szimmetria erősen sérül a gyenge kölcsönhatási folyamatokban, vagy, mint látható, egyes reakciók nem fordulnak elő olyan gyakran, mint tükörtársaik.
Általánosságban elmondható, hogy a kvantumtérelmélet alapvetően szimmetriát igényel a CPT transzformációk során, ahol a tükörreflexiót és a töltéskonjugációt időreflexió egészíti ki. Ezért, ha a P-szimmetria megtörik, a kvantummechanikai rendszer teljes CPT-szimmetriája megőrizhető, ha egy másik S szimmetriát találunk , így az általános PS -szimmetria töretlen marad. Ezt a trükkös helyet a Hilbert-tér szerkezetében röviddel a paritássértés felfedezése után felismerték, és a töltéskonjugációt javasolták a rend helyreállításának kívánt szimmetriájaként.
Egyszerűen fogalmazva, a töltéskonjugáció egy egyszerű szimmetria a részecskék és az antirészecskék között, ezért a CP szimmetriát 1957-ben javasolta Lev Landau , mint valódi szimmetriát az anyag és az antianyag között. Más szóval, egy olyan folyamat, amelyben minden részecske az antirészecskéivel együtt változik, egyenértékűnek tekintendő ennek a folyamatnak a tükörképével.
1964 -ben James Cronin és Val Fitch megmutatta (először a XII. ICHEP konferencián jelentette be Dubnában ), hogy a CP-szimmetria is megtörhető, amiért 1980 -ban megkapták a fizikai Nobel-díjat . Felfedezésük kimutatta, hogy a gyenge kölcsönhatások nemcsak a részecskék és antirészecskék közötti C töltéskonjugációs szimmetriát és a P paritásszimmetriát törik meg, hanem ezek kombinációját is. A felfedezés megdöbbentette a részecskefizikát, és olyan kérdéseket vetett fel, amelyekre még mindig meg kell válaszolni a részecskefizika és a kozmológia középpontjában. A pontos CP-szimmetria hiánya, de az a tény, hogy a szimmetria szinte megfigyelhető, nagy rejtélyt teremtett, amelyet végül csak az elektrogyenge kölcsönhatások elméletének megalkotásával sikerült megoldani .
| C, P és T | |
|---|---|
| |