CPT 대칭
CPT symmetry전하, 패리티 및 시간 반전 대칭은 전하 결합(C), 패리티 변환(P) 및 시간 반전(T)의 동시 변환에서 물리적 법칙의 기본 대칭입니다.CPT는 기본 수준에서 자연의 정확한 대칭으로 관찰되는 C,[1][2] P 및 T의 유일한 조합입니다.CPT 정리에 따르면 CPT 대칭은 모든 물리적 현상에 대해 유지되며, 더 정확히는 에르미트 해밀턴을 갖는 로렌츠 불변 국소 양자장 이론이 CPT 대칭을 가져야 한다.
역사
CPT 정리는 1951년 줄리안 슈윙거의 연구에서 스핀과 [3]통계의 연관성을 증명하기 위해 암묵적으로 처음 등장했다.1954년에 게하트 뤼더스와 볼프강 파울리는 보다 명확한 증거를 [4][5]도출했고, 그래서 이 정리는 때때로 뤼더-폴리 정리라고 알려져 있다.거의 동시에, 그리고 독립적으로, 이 정리는 [6]존 스튜어트 벨에 의해서도 증명되었다.이 증명들은 로렌츠 불변성의 원리와 양자장 상호작용에서의 국소성 원리에 기초한다.그 후, 1958년 Res Jost는 자명한 양자장 이론의 틀을 사용하여 보다 일반적인 증거를 제시하였다.
1950년대 후반의 노력으로 약력을 수반하는 현상에 의한 P대칭의 위반이 밝혀졌으며, C대칭의 위반도 잘 알려져 있다.단기간 동안 CP-대칭성은 모든 물리적 현상에 의해 유지된다고 믿었지만, 1960년대에 CPT 불변성에 의해 T-대칭성의 위반도 암시하는 거짓으로 밝혀졌다.
CPT 정리 도출
고정된 방향 z의 로렌츠 부스트를 고려합니다.이는 가상 회전 파라미터를 사용하여 시간 축이 z 축으로 회전하는 것으로 해석할 수 있습니다.이 회전 파라미터가 실재하는 경우, 180° 회전하면 시간과 z의 방향을 반전시킬 수 있습니다.한 축의 방향을 반전시키는 것은 임의의 수의 차원으로 공간을 반영하는 것입니다.공간에 3차원이 있으면 x-y 평면에 180°의 추가 회전이 포함될 수 있기 때문에 모든 좌표를 반영하는 것과 같습니다.
이는 반입자의 파인만-슈투켈버그 해석을 시간 역방향으로 이동하는 해당 입자로 채택할 경우 CPT 변환을 정의합니다.이 해석은 다음과 같은 가정 하에서만 잘 정의된 약간의 분석적 연속성을 필요로 한다.
위가 유지되면, 양자 이론은 모든 연산자를 해밀턴을 사용하여 상상의 시간으로 변환함으로써 정의된 유클리드 이론으로 확장될 수 있다.해밀턴과 로렌츠 발생기의 정류 관계는 로렌츠 불변성이 회전 불변성을 의미하므로 어떤 상태든 180도 회전할 수 있습니다.
두 개의 CPT 반사의 시퀀스는 360도 회전과 같기 때문에 페르미온은 두 개의 CPT 반사 아래에서 부호로 변화하지만 보손은 변하지 않는다.이 사실은 스핀 통계 정리를 증명하기 위해 사용될 수 있다.
결과 및 시사점
CPT 대칭의 의미는 우리 우주의 "거울 이미지"가 진화하는 것입니다. 모든 물체는 임의의 점을 통해 반사되고(패리티 반전에 대응), 모든 모멘타 반전(시간 반전에 대응), 모든 물질은 반물질에 의해 대체되고(전하 반전에 대응)우리의 물리 법칙과 일치합니다.CPT 변환은 우주를 "거울 이미지"로, 그 반대도 마찬가지입니다.CPT 대칭은 물리 법칙의 기본 특성으로 인식된다.
이 대칭성을 유지하기 위해서는 두 개의 성분(CP 등)의 조합된 대칭성을 위반할 때마다 세 번째 성분(T 등)에 대응하는 위반이 있어야 합니다.실제로 수학적으로 이들은 동일합니다.따라서 T-대칭성의 위반은 종종 CP 위반이라고 불립니다.
CPT 정리는 핀 그룹을 고려하도록 일반화할 수 있습니다.
2002년 오스카 그린버그는 CPT 위반이 로렌츠 [7]대칭의 파괴를 의미한다는 명백한 증거를 발표했다.정답인 경우 CPT 위반에 대한 모든 연구에는 로렌츠 위반도 포함된다는 것을 의미합니다.그러나 차이치안 등은 나중에 그린버그의 [8]결과의 타당성에 대해 이의를 제기했다.그린버그는 그들의 논문에 사용된 모델이 "제안된 반대는 제 결과와 관련이 없다"[9]는 것을 의미한다고 답변했습니다.
로렌츠 위반에 대한 압도적 다수의 실험 결과들은 부정적인 결과를 낳았다.이러한 결과에 대한 자세한 표는 2011년 코스텔레키와 [10]러셀에 의해 제시되었다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
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- ^ Whitaker, Andrew (2016). John Stuart Bell and Twentieth-Century Physics. Oxford University Press. ISBN 978-0198742999.
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원천
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외부 링크
- Indiana University 이론물리학과 Alan Kosteleck의 로렌츠 및 CPT 위반에 관한 배경정보
- Kostelecký, V. Alan; Russell, Neil (2011). "Data tables for Lorentz and CPT violation". Reviews of Modern Physics. 83 (1): 11. arXiv:0801.0287. Bibcode:2011RvMP...83...11K. doi:10.1103/RevModPhys.83.11. S2CID 3236027.
- Berg, Marcus; Dewitt-Morette, Cécile; Gwo, Shangjr; Kramer, Eric (2001). "The Pin Groups in Physics: C, P and T". Reviews in Mathematical Physics. 13 (8): 953–1034. arXiv:math-ph/0012006. doi:10.1142/S0129055X01000922. S2CID 119560073.
- LBL에서의 Charge, Parity, and Time Reverse(CPT; 전하, 패리티, 시간 반전) 대칭성
- LBL 중성 Kaon 붕괴에서의 CPT 불변성 시험
- Ying, S. (2000). "Space--Time Symmetry, CPT and Mirror Fermions". arXiv:hep-th/0010074. – T 패리티가 단위 반지름을 갖는 복소수일 수 있는 페르미온에 대한 8성분 이론.CPT 불변성은 정리가 아니라 이러한 이론의 클래스에서 속성을 갖는 것이 더 낫다.
- 시간의 대칭을 깨뜨리는 이 입자 – Veritasium의 YouTube 비디오
- CPT 위반에 대한 기본적인 논의는 이 학생 수준의 교과서[1]의 15장에 나와 있다.
