Открыть главное меню

Зарядовое сопряжение

Заря́довое сопряже́ние (С-преобразование) — операция замены частицы на соответствующую античастицу (напр., электрон на позитрон).

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][2].

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 чётностьПравить

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 (зарядово нечетная частица) либо остаётся прежней (зарядово чётная частица). С-чётность является мультипликативным квантовым числом.

При сильных и электромагнитном взаимодействиях выполняется закон сохранения зарядовой чётности, при слабом взаимодействии он нарушается.[3] Это следует уже из первого опыта Ву Цзяньсюн с сотрудниками, доказавшего несохранение пространственной чётности в слабом взаимодействии.

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].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 Наумов А. И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - М., Просвещение, 1984. - С. 276-277
  2. Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Квантовая механика. - М., Наука, 1972. - с. 306-308
  3. Герштейн С. С. Зарядовое сопряжение // Физика микромира. - М., Советская энциклопедия, 1980. - с. 172