电荷共轭宇称

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物理学中,电荷共轭宇称(英语:charge conjugate paritycharge parityC parity,可标为CP)是粒子的相乘量子数,用以描述一些粒子在电荷共轭的对称运算下的行为。

电荷共轭改变所有量子荷(quantum charge)的正负号,这些量子荷为相加量子数,包括有电荷重子数轻子数,以及味荷奇异数魅数底数顶数同位旋I3)。相对地,电荷共轭不改变粒子的质量线动量自旋

数学形式[编辑]

考虑一运算可将一粒子转变成其反粒子

两个状态都必须是可归一化,因此

意味着幺正的:

对此粒子进行重复两次的运算,

可以看出有如下性质:

将所有性质统整可得:

意即电荷共轭算符自伴算符,也因此是一个可观测物理量。

本征值与本征态[编辑]

电荷共轭 运算的本征态与本征值关系如下:

如同宇称,重复运算两次,则粒子状态不变:

使得本征值只能为。此称为粒子的电荷共轭宇称。

上面的条件意味着有相同的量子荷,因此只有真正中性的系统(所有量子荷与磁矩皆为零)是电荷共轭宇称的本征态。符合此条件的有:

电荷共轭宇称守恒的实验验证[编辑]

  • :观测到中性π介子会衰变为双光子γ+γ,因此我们可认定π介子有的性质。然而,每增加一个γ会在π介子的电荷共轭宇称中引入一个-1的因子;衰变成3γ则会违反电荷共轭宇称守恒。过去曾进行了此种衰变的实验验证[1],其中应用到产生π介子的反应过程:
  • [2]η介子英语Eta meson的衰变。
  • 湮灭[3]

相关条目[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ MacDonough, J.; 等. Phys. Review. 1988, D38: 2121.  缺少或|title=为空 (帮助)
  2. ^ Gormley, M.; 等. Phys. Rev. Lett. 1968, 21: 402. Bibcode:1968PhRvL..21..402G. doi:10.1103/PhysRevLett.21.402.  缺少或|title=为空 (帮助)
  3. ^ Baltay, C; 等. Phys. Rev. Lett. 1965, 14: 591. Bibcode:1965PhRvL..14..591R. doi:10.1103/PhysRevLett.14.591.  缺少或|title=为空 (帮助)