Пространственная четность P
характеризует поведение волновой функции при
зеркальном отражении. Поэтому сохранение
пространственной четности означает
существование зеркальной симметрии. Если
пространственная четность сохраняется, то для
зеркально-симметричного процесса вероятность
вылета продуктов под углами θ и
π - θ по отношению к
некоторому выделенному направлению должны быть
равны. Долгое время считалось, что четность
замкнутой системы не меняется в результате
происходящих в ней процессов и это справедливо
для любых процессов.
Однако в 1956 году, анализируя распады
K-мезонов, Ли Цзун-дао
и Янг Джень-нин предположили, что в слабых
взаимодействиях пространственная четность не
сохраняется. Они предложили для проверки закона
сохранения пространственной четности
использовать β-распад
поляризованных ядер. Поляризация ядер позволяла
фиксировать выделенное направление - спин ядра
(спин ядра не меняется при инверсии координат). В
1957 году эксперимент по изучению β-распада поляризованных ядер 60Сo
был поставлен Ву Дзин-сюн.
Оказалось, что электроны летят в основном в
сторону противоположную направлению спина ядра.
Таким образом несохранение четности для
процессов, происходящих в результате слабого
взаимодействия было экспериментально доказано.
Оказалось, что мир не симметричен. И, в принципе,
правое и левое можно различить. Был установлен
конкретный вид нарушения пространственной
четности. Оказалось, что частицы участвуют в
слабых взаимодействиях своими левоспиральными
компонентами. Это так называемый (V-A)-вариант
Ферми.
В слабых взаимодействиях в отличие от
сильных и электромагнитных также отсутствует
симметрия относительно зарядового сопряжения -
замены всех частиц на соответствующие
античастицы. Однако, как впервые было указано
Л. Ландау,
Ли Цзун-дао и Янг Джень-нином в 1956 году в
слабых взаимодействиях должна сохранятся
комбинированная инверсия (CP-четность) -
одновременная замена частиц на античастицы и
зеркальное отражение.
Однако, в 1964 году
В. Фитчем,
Дж. Кронином,
Р. Турле и Дж. Кристенсоном в
экспериментах по распаду K0-мезонов было
обнаружено нарушение закона сохранения
CP-четности. Однозначной теоретической
интерпретации этого факта сегодня нет. В
квантовой теории поля
Людерсом и
Паули была
доказана CPT-теорема, согласно которой при любом
взаимодействии произведения трех инверсий -
пространственной, зарядовой и временной -
инвариант. Исходя из CPT-теоремы и из не сохранения
CP-четности, следует отсутствие симметрии
относительно обращения времени в распадах K0-мезонов.
См. также Несохранение пространственной четности в слабых взаимодействиях. Эксперимент Ву
|
|
