CPT Symmetrie ist eine grundsätzliche Symmetrie von physischen Gesetzen unter Transformationen, die mit der gleichzeitigen Inversion der Anklage, Gleichheit, und Zeit verbunden sind.

Geschichte

Anstrengungen während des Endes der 1950er Jahre haben die Übertretung der P-Symmetrie durch Phänomene offenbart, die die schwache Kraft einschließen, und es wohl bekannte Übertretungen der C-Symmetrie ebenso gab. Seit einer kurzen Zeit, wie man glaubte, wurde die BEDIENUNGSFELD-SYMMETRIE durch alle physischen Phänomene bewahrt, aber, wie man später fand, war das auch falsch, der, durch CPT invariance, Übertretungen der T-Symmetrie ebenso einbezogen hat. Der CPT Lehrsatz verlangt die Bewahrung der CPT Symmetrie durch alle physischen Phänomene. Es nimmt die Genauigkeit von Quant-Gesetzen und Lorentz invariance an. Spezifisch stellt der CPT Lehrsatz fest, dass jeder Lorentz invariant lokale Quant-Feldtheorie mit Hermitian Hamiltonian CPT Symmetrie haben muss.

Der CPT Lehrsatz ist zum ersten Mal implizit in der Arbeit von Julian Schwinger 1951 geschienen, die Verbindung zwischen Drehung und Statistik zu beweisen. 1954 haben Gerhart Lüders und Wolfgang Pauli ausführlichere Beweise abgeleitet, so ist dieser Lehrsatz manchmal als der Lüders-Pauli Lehrsatz bekannt. In ungefähr derselben Zeit, und unabhängig wurde dieser Lehrsatz auch von John Stewart Bell bewiesen. Diese Beweise basieren auf der Gültigkeit von Lorentz invariance und dem Grundsatz der Gegend in der Wechselwirkung von Quant-Feldern. Nachher hat Res Jost einen allgemeineren Beweis im Fachwerk der axiomatischen Quant-Feldtheorie gegeben.

Abstammung

Denken Sie eine Zunahme von Lorentz in einer festen Richtung z. Das kann als eine Folge der Zeitachse in die z Achse mit einem imaginären Folge-Parameter interpretiert werden. Wenn dieser Folge-Parameter echt wäre, würde es für eine 180 ° Folge möglich sein, die Richtung der Zeit und z umzukehren. Das Umkehren der Richtung einer Achse ist ein Nachdenken des Raums in jeder Zahl von Dimensionen. Wenn Raum 3 Dimensionen hat, ist es zum Reflektieren aller Koordinaten gleichwertig, weil eine zusätzliche Folge von 180 ° im x-y Flugzeug eingeschlossen werden konnte.

Das definiert eine CPT Transformation, wenn wir die Feynman-Stueckelberg Interpretation von Antiteilchen als die entsprechenden Partikeln annehmen, die umgekehrt rechtzeitig reisen. Diese Interpretation verlangt eine geringe analytische Verlängerung, die nur unter den folgenden Annahmen bestimmt ist:

1. Die Theorie ist Lorentz invariant;
2. Das Vakuum ist Lorentz invariant;
3. Die Energie wird unten begrenzt.

Wenn der obengenannte hält, kann Quant-Theorie zu einer Euklidischen Theorie erweitert werden, die durch das Übersetzen aller Maschinenbediener zur imaginären Zeit mit Hamiltonian definiert ist. Die Umwandlungsbeziehungen von Hamiltonian und die Generatoren von Lorentz, versichern, dass Lorentz invariance Rotationsinvariance einbezieht, so dass jeder Staat durch 180 Grade rotieren gelassen werden kann.

Da eine Folge von zwei CPT Nachdenken zu einer 360-Grade-Folge, fermions Änderung durch ein Zeichen unter zwei CPT Nachdenken gleichwertig ist, während bosons nicht tun. Diese Tatsache kann verwendet werden, um den Drehungsstatistik-Lehrsatz zu beweisen.

Folgen und Implikationen

Eine Folge dieser Abstammung ist, dass eine Übertretung von CPT automatisch eine Übertretung von Lorentz anzeigt.

Die Implikation der CPT Symmetrie ist, dass sich ein "Spiegelimage" unseres Weltalls — mit allen Gegenständen, die ihre Positionen durch ein imaginäres Flugzeug (entsprechend einer Paritätsinversion), alle Schwünge umgekehrt (entsprechend einer Zeitinversion) und mit der ganzen Sache widerspiegeln, die durch die Antimaterie (entsprechend einer Anklage-Inversion) ersetzt ist — nach genau unseren physischen Gesetzen entwickeln würde. Die CPT Transformation verwandelt unser Weltall in sein "Spiegelimage" und umgekehrt. Wie man anerkennt, ist CPT Symmetrie ein grundsätzliches Eigentum von physischen Gesetzen.

Um diese Symmetrie zu bewahren, muss jede Übertretung der vereinigten Symmetrie von zwei seiner Bestandteile (wie BEDIENUNGSFELD) eine entsprechende Übertretung im dritten Bestandteil (wie T) haben; tatsächlich, mathematisch, ist das dasselbe Ding. So werden Übertretungen in der T Symmetrie häufig BEDIENUNGSFELD-Übertretungen genannt.

Der CPT Lehrsatz kann verallgemeinert werden, um Nadel-Gruppen in Betracht zu ziehen.

CPT Übertretung

2002 hat Oskar Greenberg bewiesen, dass CPT Übertretung das Brechen der Symmetrie von Lorentz einbezieht. Das deutet an, dass jede Studie der CPT Übertretung auch Übertretung von Lorentz einschließt. Mehrere experimentelle Suchen solcher Übertretungen sind während der letzten paar Jahre durchgeführt worden, und kürzlich hat es einige starke Beweise für eine Übertretung der Anklage-Symmetrie darin gegeben antineutrinos scheinen, eine verschiedene Masse von neutrinos zu haben. Eine ausführliche Liste von Ergebnissen dieser experimentellen Suchen wird in den Datentischen für Lorentz und CPT Violation zusammengefasst.

Siehe auch

• Symmetrie von Poincaré und Quant-Feldtheorie
• Gleichheit (Physik), Anklage-Konjugation und Zeitumkehrungssymmetrie
• BEDIENUNGSFELD-Übertretung und kaon

Links

• Hintergrundinformation über die Übertretung von Lorentz und CPT durch Alan Kostelecký an der Theoretischen Physik Indiana Universität
• Datentische für Lorentz und CPT Violation am arXiv
• Pin Groups in der Physik: C, P, und T am arXiv
• Anklage, Gleichheit und Zeitumkehrung (CPT) Symmetrie an LBL
• CPT Invariance Tests im neutralen Kaon-Zerfall an LBL
• Raum - Zeitsymmetrie, CPT und Spiegel Fermions an der arXiv 8-Bestandteile-Theorie für fermions, in dem T-Gleichheit eine komplexe Zahl mit dem Einheitsradius sein kann. Der CPT invariance ist nicht ein Lehrsatz, aber ein besserer, um Eigentum in diesen zu haben, klassifiziert Theorien.