Зарядовое сопряжение. Зарядовая четность
Частицу и античастицу отличают знаки зарядов (электрического заряда (Q), барионного числа (B), лептонных чисел (Le,,
), странности (s), шарма (c), красоты (b), истины (t)). Операция зарядового сопряжения
переводит частицы в античастицы, т.е. меняет знаки зарядов, оставляя неизменными пространственные переменные x, импульс p и момент импульса J.
x,
p, J, Q, B, Le, | ![]() | x,
p, J, -Q, -B, -Le, - | (1) |
Оператор зарядане коммутирует с оператором зарядового сопряжения
.
![]() | (2) |
![]() | |
![]() ![]() ![]() | (3) |
![]() ![]() ![]() ![]() | |
(![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | (4) |
Аналогичные соотношения существуют и для величин B, Le,,
, s, c, b, t. Таким образом для заряженных частиц не существует уравнения на собственные значения оператора зарядового сопряжения: В стандартной модели лептоны и кварки группируются в левоспиральные дублеты - поколения Наряду с механизмом ядерной реакции, идущей через составное ядро, когда в процесс взаимодействия вовлекается все ядро, возможен и другой механизм, когда налетающая частица взаимодействует лишь с небольшим числом нуклонов ядра.
| (5) |
Соотношение (5) имеет место только для истинно нейтральных частиц или для нейтральных систем: частица-античастица.
В этом случаес = +1 и называется зарядовой четностью.
Зарядовая четность фотонас = -1, так как векторный потенциал, описывающий фотон, создается зарядами и токами, и он должен менять знак в результате зарядового сопряжения.
Из того факта, что существует электромагнитный распад:
| (6) |
и не наблюдается распад:
| (7) |
следует, чтос(
0) = +1.
Зарядовая четностьс системы частица + античастица определяется соотношением: Физика курс лекций Тепловое излучение и его характеристики Тела, нагретые до достаточно высоких температур, светятся. Свечение тел, обусловленное нагреванием, называется тепловым (температурным) излучением
|
где l - орбитальный момент относительного движения, j - суммарный момент пары частица-античастица. Проведем операцию зарядового сопряжения для сильного распада0-мезона
0
+ +
-.Так как
|
0> = |
0>,
|
> = |
>,то в результате операции C получим ту же реакцию:
![]() | ![]() | |
С: | ![]() | ![]() |
В результате C-преобразования получается наблюдаемый в природе процесс. Операция зарядового сопряжения для случая слабого распада--мезона
-
+
.показана ниже
![]() | ![]() | |
![]() | ![]() | |
С: | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() |
В результате C-преобразования получается мюонные антинейтрино с отрицательной спиральностью, которые в эксперименте не наблюдаются. Следовательно, в слабых взаимодействиях C-инвариантность нарушается.
Закон
сохранения зарядовой четности Сильные и электромагнитные взаимодействия инвариантны относительно преобразования зарядовой четности. В слабых взаимодействиях зарядовая четность не сохраняется. |
В твердых кристаллических телах носителями электрического заряда являются электроны и дырки. В изоляторах свободные электроны и дырки практически отсутствуют, и электрический ток в них невозможен вследствие того, что в зоне проводимости нет свободных электронов, а в валентной зоне нет свободных дырок, которые могли бы двигаться (т.е. изменять свою энергию) во внешнем электрическом поле. Однако такие свободные электроны и дырки появляются в результате прохождения через кристалл заряженной частицы. Процесс генерации заряженной частицей (квази)свободных электронов и дырок (т.е. свободных только внутри кристалла) во многом аналогичен процессу генерации свободных электронов и ионов в газах и жидкостях и описывается теми же формулами