Закон сохранения четности.

Установлено, что существуют преобразования системы отсчета не приводящие к изменению вида физических законов. Так, например, параллельный перенос системы отсчета относительно оси времени. Это преобразование связано с однородностью времени и из него вытекает закон сохранения энергии.

Существуют другие: параллельный перенос относительно пространственной оси, отражающая однородность пространства, из него вытекает закон сохранения импульса.

Поворот системы отсчета не меняет вида системы, физического закона, связан с изотропностью пространственной оси, отражает однородность пространства. Из него вытекает закон сохранения импульса.

Законы сохранения в природе связаны с преобразованиями системы отсчета (такими преобразованиями), которые не меняют вида физических законов.

К числу преобразований, не меняющих вида физических законов, относится зеркальная симметрия. При зеркальном преобразовании, правовинтовая система заменяется на левовинтовую систему. Следовательно, закону преобразования должен соответствовать какой-то закон сохранения. Этот закон сохранения называется законом сохранения четности. Этот закон отражает квантовые свойства.

Волновые функции частиц можно разделить на четные и нечетные. Если волновая функция не четная, то частичке приписывается квантовое число – 1. Четность квантовой частицы в изолированной системе сохраняется. Если система состоит из нескольких частиц, то четность системы определяется как произведение нечетности частиц входящих в систему.

Из физического смысла волновой функции вытекает, что квадрат модуля определяет вероятность нахождения частицы в данной области в данный момент времени.

Если волновая функция четная или нечетная, то квадрат модуля будет одинаковым при замене знаков координат частицы. А это и есть явление зеркальной симметрии. Следовательно, вероятность вылета одинаковая.

Это означает, что если нуклоны повернуть вокруг собственной оси, то на ядерном взаимодействии между ними ничего не изменится. А это означает, что ядерное взаимодействие обладает свойством симметрии. Аналогичными свойствами обладают электромагнитные и гравитационные (переносчиком является частица гравитон) взаимодействия.

До 1955 года полагали, что и слабые взаимодействия так же обладают свойствами симметричности. Однако в 1975 году был проведен опыт, в котором ядро кобальта ориентировалось во внешнее магнитное поле. В направлении спина электронов вылетает больше, т.е. явление не симметричное. Т.е. для слабых взаимодействий закон сохранения четности не сохраняется.

Лекция№9

Элементарные частицы.

Элементарные частицы – это частицы, структуру которых нельзя представить из других частиц. Известно более 400 элементарных частиц в настоящее время, поэтому существует проблема их классификации. Элементарные частицы подразделяют на фатоны, барионы, странные частицы.

Изотопические спины.

Частицы могут различаться только значениями электрического заряда. Например, протон и нейтрон.

Масса покоя одинаковая у них.