нарушение СР
В физике элементарных частиц CP-нарушение — это нарушение CP-симметрии (или симметрии четности зарядового сопряжения ): комбинация C-симметрии ( симметрия заряда ) и P-симметрии ( симметрия четности ). CP-симметрия утверждает, что законы физики должны быть одинаковыми, если частица переставлена местами со своей античастицей (C-симметрия), а ее пространственные координаты инвертированы («зеркальная» или P-симметрия). Открытие СР-нарушения в 1964 г. в распадах нейтральных каонов привело к присуждению Нобелевской премии по физике в 1980 г. его первооткрывателям Джеймсу Кронину и Вэлу Фитчу..
Он играет важную роль как в попытках космологии объяснить преобладание материи над антиматерией в современной Вселенной , так и в изучении слабых взаимодействий в физике элементарных частиц.
До 1950-х годов сохранение четности считалось одним из фундаментальных геометрических законов сохранения (наряду с сохранением энергии и сохранением импульса ). После открытия нарушения четности в 1956 г. для восстановления порядка была предложена СР-симметрия. Однако, хотя сильное взаимодействие и электромагнитное взаимодействие кажутся инвариантными при комбинированной операции CP-преобразования, дальнейшие эксперименты показали, что эта симметрия слегка нарушается при некоторых типах слабого распада .
Только более слабая версия симметрии могла быть сохранена физическими явлениями, которой была СРТ-симметрия . Кроме C и P, есть третья операция, обращение времени T , которое соответствует обращению движения. Инвариантность относительно обращения времени означает, что всякий раз, когда движение разрешено законами физики, обратное движение также является разрешенным и происходит с одинаковой скоростью вперед и назад.
Считается, что комбинация CPT представляет собой точную симметрию всех типов фундаментальных взаимодействий. Из-за СРТ-симметрии нарушение СР-симметрии эквивалентно нарушению Т-симметрии. CP-нарушение подразумевает несохранение T при условии, что верна давняя теорема CPT. В этой теореме, рассматриваемой как один из основных принципов квантовой теории поля , зарядовое сопряжение, четность и обращение времени применяются вместе. Прямое наблюдение нарушения симметрии обращения времени без каких-либо предположений теоремы CPT было сделано в 1998 году двумя группами, CPLEAR и KTeV, в ЦЕРН и Фермилабе соответственно. [1]Уже в 1970 году Клаус Шуберт наблюдал T-нарушение независимо от предположения CPT-симметрии, используя соотношение унитарности Белла – Стейнбергера. [2]
Идея паритетной симметрии заключалась в том, что уравнения физики элементарных частиц инвариантны относительно зеркальной инверсии. Это привело к предсказанию, что зеркальное отражение реакции (такой как химическая реакция или радиоактивный распад ) происходит с той же скоростью, что и исходная реакция. Однако в 1956 году тщательный критический обзор существующих экспериментальных данных, проведенный физиками-теоретиками Цунг-Дао Ли и Чен-Нинг Яном , показал, что, хотя сохранение четности было подтверждено в распадах сильными или электромагнитными взаимодействиями, оно не было проверено в слабом взаимодействии. [3] Они предложили несколько возможных прямых экспериментальных тестов.
К0
-
К0
колебание