Լյուդերս-Պաուլիի թեորեմ

Լյուդերս-Պաուլիի թեորեմ, CPT–թեորեմ, դաշտի քվանտային տեսության հավասարումներն ինվարիանտ են CPT-ձևափոխության, այսինքն՝ լիցքային համալուծության [C-սիմետրիա, անգլ. c(harge) – լիցք, տարրական մասնիկը համապատասխան հակամասնիկով փոխարինելու գործողությունը], տարածական սիմետրիայի՝ զույգության [P-սիմետրիա, անգլ. p(arity) – զույգություն, կոորդինատների հայելային անդրադարձման գործողությունը] և ժամանակի սիմետրիայի [T-սիմետրիա, անգլ. t(ime)– ժամանակ, ժամանակը հակառակ նշանով փոխելու գործողությունը] նկատմամբ։

Լյուդերս-Պաուլիի թեորեմը ձևակերպել և ապացուցել են գերմանացի ֆիզիկոս Գերհարտ Լյուդերսը (1952-54) և Վոլֆգանգ Պաուլին (1955)։ Այն բխում է դաշտի քվանտային տեսության հիմնական սկզբունքներից։

Բնության մեջ որևէ պրոցես, ըստ Լյուդերս-Պաուլիի թեորեմի, կարող է ունենալ իր «հակառակը», որում մասնիկները փոխարինված են համապատասխան հակամասնիկներով, սպինների պրոյեկցիաներն ունեն հակառակ նշան, իսկ պրոցեսի սկզբնական ու վերջնական վիճակները փոխված են տեղերով։ Լյուդերս-Պաուլիի թեորեմից, մասնավորապես, հետևում է, որ մասնիկի ու հակամասնիկի զանգվածները և կյանքի տևողությունները հավասար են, էլեկտրական լիցքերը և մագնիսական մոմենտները տարբերվում են միայն նշանով, փոխազդեցությունը ձգողության դաշտի հետ միատեսակ է (չկա «հակաձգողություն»). այն դեպքերում, երբ մասնիկների փոխազդեցությունը վերջնական վիճակում արհամարհելի փոքր է, մասնիկների և հակամասնիկների տրոհման արդյունքների էներգետիկ սպեկտրները և անկյունային բաշխումները միատեսակ են, իսկ սպինների պրոյեկցիաները հակառակ են ուղղված։

Լյուդերս-Պաուլիի թեորեմի նշանակությունն աճեց թույլ փոխազդեցություններում P-սիմետրիայի խախտումը հայտնագործելուց հետո (1956-ին տեսականորեն կանխատեսել էին Լին և Յանգը, 1957-ին փորձով ապացուցել է Վուն)։ Խախտված սիմետրիան մի այլ՝ ավելի ընդհանուր սիմետրիայով վերականգնելու համար Լին ու Յանգը և Լ. Դ. Լանդաուն առաջադրեցին համակցված CP- սիմետրիայի վարկածը։ Սակայն 1964-ին թույլ փոխազդեցություններում ($K^0$ և ${\overline{K}}^0$ մեզոնների տրոհման ժամանակ) արձանագրվել է CP-սիմետրիայի խախտում։ Եվ, քանի որ CP-սիմետրիան և T-սիմետրիան կապված են CPT-սիմետրիայով, ապա CP-սիմետրիայի խախտումը ենթադրել է տալիս, որ
ա. խախտվում է նաև T-սիմետրիան՝ անխախտ թողնելով CPT-սիմետրիան, և
բ. պահպանվում է T-սիմետրիան, անխուսափելիորեն հանգեցնելով CPT-սիմետրիայի խախտմանը, մի բան, որը կստիպեր վերանայել դաշտի քվանտային տեսության սկզբունքները։

Մինչ այժմ, սակայն, T- և CPT- սիմետրիաների խախտում չի արձանագրվել, և CPT-սիմետրիան մնում է որպես ընդհանուր սիմետրիա։ Տարրական մասնիկների ֆիզիկայի կարևոր խնդիրներից է բացահայտել, թե իրականում ի՞նչ է կատարվում $K^0-{\overline{K}}^0$ համակարգում։ Հնարավոր է, որ այդ երևույթի բացատրությունը հանգեցնի բոլորովին նոր, հիմնարար եզրակացությունների։

Տես նաև

• Զույգություն (ֆիզիկա)
• Դաշտի քվանտային տեսություն

Արտաքին հղումներ

• http://www.arxiv.org/abs/math-ph/0012006
• http://www.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/05/2.html Կաղապար:Webarchive
• Particle data group on CPT
• 8-component theory for fermions in which T-parity can be a complex number with unit radius. The CPT invariance is not a theorem but a better to have propert in these class of theories.