Invariancia CPT
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 10 de noviembre de 2021; la verificación requiere 1 edición .La invariancia CPT ( carga , paridad, tiempo ) es una simetría fundamental de las leyes físicas durante las transformaciones , incluida la inversión simultánea de la conjugación de carga , la paridad y el tiempo .
Historia
Los descubrimientos a fines de la década de 1950 revelaron violaciones de simetría P en interacciones débiles , y las violaciones de simetría C también son bien conocidas . Durante algún tiempo se creyó que la simetría CP se conserva en todos los fenómenos físicos, pero luego quedó claro que no era así.
Por otro lado, existe un teorema que deduce la conservación de la simetría CPT para todos los fenómenos físicos, basándose en la corrección de las leyes cuánticas y la invariancia de Lorentz . Más precisamente, el teorema CPT establece que cualquier teoría de campo cuántico local invariante de Lorentz con un hamiltoniano hermitiano debe tener simetría CPT.
El teorema CPT apareció por primera vez en el trabajo de Julian Schwinger en 1951 para demostrar la conexión entre el giro y la estadística . En 1954, Gerhart Lüders y Wolfgang Pauli obtuvieron una prueba más rigurosa, razón por la cual el teorema a veces se denomina teorema de Lüders-Pauli. Al mismo tiempo y de forma independiente, el teorema fue demostrado por John Stuart Bell . Estas pruebas se basan en la corrección de la invariancia de Lorentz y el principio de localidad en la interacción de campos cuánticos. Posteriormente, Res Jost dio una demostración más general en términos de teoría cuántica axiomática de campos.
Conclusión
En una derivación no estricta, puede tomar la transformación de Lorentz en cierta dirección, llamémosla . Si complicamos el grupo de Lorentz , el impulso imaginario con el parámetro de impulso conducirá al hecho de que tiende a , pero tiende a . Si luego realizamos una rotación adicional en el plano xy , obtenemos una combinación de P y CT. La combinación CT aparece aquí en lugar de T porque se trata de una transformación unitaria y no antiunitaria . Suponiendo que la operación de crecimiento complejo es correcta como simetría, obtenemos un estado que está descrito por las mismas leyes. Esto nos da el teorema CPT.
Invariancia CPT y antimateria
En virtud del teorema CPT se demuestra una estricta correspondencia entre materia y antimateria . En particular, una partícula y una antipartícula tienen exactamente la misma masa y momento magnético , sus cargas eléctricas son iguales en magnitud y signo opuesto, y sus giros son iguales en magnitud y dirección opuesta.
En los diagramas de Feynman, una antipartícula es equivalente a una partícula que retrocede en el tiempo. Por eso, los diagramas de, por ejemplo, el efecto Compton y la aniquilación de un par electrón - positrón son equivalentes y dan los mismos valores de amplitud.
Consecuencias e implicaciones
La implicación de esta conclusión es que la violación de CPT conduce automáticamente a la violación de la invariancia de Lorentz .
La implicación de la simetría CPT es que la imagen especular de nuestro Universo: los momentos y las posiciones de todos los objetos se reflejan en el plano imaginario (correspondiente a la inversión de paridad ), toda la materia se reemplaza por antimateria (correspondiente a la inversión de carga ) y se invierte en el tiempo. — se comportará así como nuestro universo. En cualquier momento dado en los tiempos respectivos, los dos universos serán idénticos, y la transformación CPT fácilmente convertirá uno en el otro. La simetría CPT se considera una cualidad fundamental de las leyes físicas.
Para preservar esta simetría, cada violación de la simetría combinada de sus dos componentes (por ejemplo, CP) debe tener una violación correspondiente en el tercer componente (por ejemplo, T); de hecho, matemáticamente, son la misma cosa. Por lo tanto, las violaciones de la simetría T a menudo se denominan violaciones de la invariancia de CP .
El teorema CPT se puede generalizar para tener en cuenta los grupos de pines .
Véase también
- Simetría de Poincaré y teoría cuántica de campos
- Paridad (física) , conjugación de carga y simetría T
- violación CP y kaon
- en NF - Gulyakovsky "Alien Spaces": "La última, tercera condición del teorema CPT requiere el reemplazo del tiempo ordinario con el opuesto. Según los teóricos, el cumplimiento de estas tres condiciones caracteriza un mundo paralelo. Solo hay un problema en este teoría. Una dificultad. Si el tiempo está en un mundo paralelo fluye de regreso al nuestro, tales mundos no pueden cruzarse. O más bien, pueden, pero solo una vez en un solo punto. Y si es así, entonces puede haber un número infinito de mundos pasando unos a otros en la encrucijada del tiempo... En alguno de ellos existe Vonyalruk, clavado en la pared, desempeñando el papel de un muñeco mecánico y siendo, más bien, sólo un medio para controlar a una persona viva...”
Literatura
- Griffiths, David J. Introducción a las partículas elementales (indefinido) . - Wiley, John & Sons, Inc., 1987.
- Callejero de RFy AS WightmanPCT, estadísticas de giro y todo eso (neopr.) . — Benjamín/Cummings, 1964.
Enlaces
- http://www.arxiv.org/abs/math-ph/0012006
- http://www.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/05/2.html
- Grupo de datos de partículas en CPT
- Teoría de 8 componentes para fermiones en los que la paridad T puede ser un número complejo con radio unitario. La invariancia CPT no es un teorema sino una mejor propiedad en esta clase de teorías.
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