Simetria C

În fizica particulelor, conjugarea sarcinii sau transformarea sarcinii sau inversarea sarcinii sunt posibil observabile în ceea ce privește electromagnetismul , gravitația și interacțiunea puternică . În schimb, „ Simetria C ” ( simetria sarcinii) nu este observată „în tabelul” interacțiunii slabe .

Formalizare

C (x) = -x.

C (e +) = e-.

C (e -) = e +.

Spunem că există simetrie când transformarea este posibilă și că există o încălcare a simetriei atunci când simetria este imposibil de realizat experimental sau natural. Electromagnetismul, gravitația și interacțiunea puternică respectă simetria sarcinii, interacțiunea slabă încalcă simetria C.

În fizica particulelor , spunem că o teorie are C simetrie , dacă este invariantă la transformarea inversând toate taxele de particule , numite taxa de conjugare : ${\ displaystyle Q_ {i} \,}$

${\ displaystyle Q_ {i} \ rightarrow -Q_ {i} \,}$

Aceasta înseamnă transformarea fiecărei particule în antiparticulele sale , indicele referindu-se la diferitele grupuri de ecartament ale teoriei. $eu \,$ ${\ displaystyle {\ mathcal {G}} _ {i} \,}$

Inversarea sarcinilor în electromagnetism și teoria câmpului cuantic

Legile electromagnetismului (atât clasic, cât și cuantic) sunt invariante sub o transformare C: dacă fiecare sarcină q este înlocuită de o sarcină -q și dacă direcția câmpurilor electrice și magnetice este inversată, dinamica rămâne aceeași.

În limbajul câmpurilor cuantice, o transformare C acționează după cum urmează:

${\ displaystyle \ psi \ rightarrow -i ({\ bar {\ psi}} \ gamma ^ {0} \ gamma ^ {2}) ^ {T}}$
${\ displaystyle {\ bar {\ psi}} \ rightarrow -i (\ gamma ^ {0} \ gamma ^ {2} \ psi) ^ {T}}$
${\ displaystyle A ^ {\ mu} \ rightarrow -A ^ {\ mu}}$

Aceste transformări nu schimbă chiralitatea particulelor. Prin urmare, un neutrino stâng devine un antineutrino stâng sub o transformare a sarcinii. Deoarece antineutrinii stângi nu există în modelul standard (sau cel puțin nu interacționează cu alte particule), conjugarea sarcinii nu este o simetrie a acestui model. Acest lucru se datorează faptului că interacțiunea slabă încalcă această simetrie cât mai mult posibil: forma VA a teoriei electrovârgite implică faptul că 100% din antineutrinii activi sunt drepți.

(Unele posibile extensii ale modelului standard, cum ar fi modelele stânga-dreapta, restaurează această simetrie.)

Combinație de inversare a sarcinii și paritate

De ceva timp, s-a crezut că o transformare C combinată cu o transformare P ( inversarea spațiului ) ar forma o simetrie conservată: simetria CP . Dar s-a descoperit în 1964 că interacțiunea slabă a încălcat chiar și această simetrie, de exemplu în sistemele kaon . În modelul standard, această încălcare CP se datorează unei faze diferite de zero în matricea CKM. Dacă CP este combinat cu inversarea timpului ( simetria T ), obținem simetria CPT. Această ultimă simetrie este păstrată în toate teoriile neexotice ( teorema CPT ).

Vezi și tu

linkuri externe