Kombineret paritet , CP symmetri , CP invarians er produktet af to symmetrier : C er ladningskonjugation , som forvandler en partikel til sin antipartikel , og P er paritet , som skaber et spejlbillede af et fysisk system. Den stærke kraft og den elektromagnetiske kraft er invariante under den kombinerede CP-transformeringsoperation, men denne symmetri er lidt brudt under nogle typer af svagt henfald . Historisk set blev CP-symmetri foreslået af Lev Landau for at genoprette orden efter opdagelsen af paritetskrænkelse i 1950'erne . Men i 1964 viste James Cronin og Val Fitch , at CP-symmetri også kan brydes.
| Symmetri i fysik | ||
|---|---|---|
| transformation | Tilsvarende invarians |
Den tilsvarende fredningslov |
| ↕ Sendetid _ | Tidens ensartethed |
…energi |
| ⊠ C , P , CP og T - symmetrier | Tids isotropi |
... paritet |
| ↔ Udsendelsesplads _ | Rummets homogenitet |
…impuls |
| ↺ Rotation af rummet | Isotropi af rummet |
… momentum |
| ⇆ Lorentz gruppe (forstærker) | Relativitet Lorentz kovarians |
… bevægelser af massecentret |
| ~ Måletransformation | Måler invarians | ... opladning |
Ideen om paritetssymmetri er, at fysikkens ligninger er invariante under spejlvending. Dette fører til forudsigelsen, at spejlbilledet af en reaktion (såsom en kemisk reaktion eller radioaktivt henfald ) sker på samme måde som selve reaktionen. Paritetssymmetri observeres for alle reaktioner, der kun er forbundet med elektromagnetisme og stærke interaktioner . Indtil 1956 blev paritetsbevaringsloven betragtet som en af de grundlæggende geometriske bevarelseslove (ligesom energibevaringsloven og momentumbevaringsloven ). Men i 1956 afslørede en omhyggelig kritisk analyse af de akkumulerede eksperimentelle data af fysikerne Zhengdao Li og Zhenning Yang , at paritetsbevaring ikke var blevet testet i svage interaktionsprocesser. De foreslog flere mulige eksperimenter. Det første eksperiment var baseret på beta-henfald af kobolt-60 kerner og blev udført i 1956 af en gruppe ledet af Wu Jianxiong . Som et resultat blev det vist, at P-symmetrien er stærkt krænket i svage interaktionsprocesser, eller, som det kan vises, forekommer nogle reaktioner ikke så ofte som deres spejlmodstykker.
Generelt kræver kvantefeltteori grundlæggende symmetri under CPT-transformationer , hvor spejlrefleksion og ladningskonjugation suppleres af tidsrefleksion. Derfor, når P-symmetrien er brudt, kan den fulde CPT-symmetri af det kvantemekaniske system bevares, hvis der findes en anden symmetri S , så den generelle PS -symmetri forbliver ubrudt. Dette vanskelige sted i Hilbert-rummets struktur blev genkendt kort efter opdagelsen af paritetskrænkelse, og ladningskonjugation blev foreslået som den ønskede symmetri for at genoprette orden.
Kort sagt er ladningskonjugation en simpel symmetri mellem partikler og antipartikler, så CP-symmetri blev foreslået i 1957 af Lev Landau som en sand symmetri mellem stof og antistof. Med andre ord, en proces, hvor alle partikler ændres med deres antipartikler, anses for at svare til et spejlbillede af denne proces.
I 1964 viste James Cronin og Val Fitch (først annonceret på XII ICHEP- konferencen i Dubna ), at CP-symmetri også kan brydes, hvilket de modtog Nobelprisen i fysik i 1980 for. Deres opdagelse viste, at svage interaktioner bryder ikke kun ladningskonjugationssymmetrien C mellem partikler og antipartikler og paritetssymmetrien P, men også deres kombination. Opdagelsen chokerede partikelfysikken og rejste spørgsmål, som stadig mangler at blive besvaret i hjertet af partikelfysikken og kosmologien. Fraværet af nøjagtig CP-symmetri, men det faktum, at symmetrien næsten er observeret, skabte et stort mysterium, som til sidst kun blev løst med skabelsen af teorien om elektrosvage interaktioner .
| C, P og T | |
|---|---|
| |