电荷共轭

更新时间:2022-08-25 15:35

电荷共轭,即电荷共轭对称,物理学中, 电荷共轭对称或称C对称(英语:C-symmetry)表示物理定律电荷共轭转换中的对称性。电磁作用、重力作用、强作用等现象都遵守C对称,但弱作用则违反C对称。

电磁学中的电荷反转

不论是古典量子电磁学定律,在电荷共轭的运算中皆保持不变;也就是当我们将电荷q改成−q,所有的电场与磁场的方向也跟着反转,因此动力学形式保持不变。以量子场论的语言来说,电荷共轭的转变式为:

注意到这些转换式并未改变粒子的手征性。一个左手性的微中子会转变成左手性的反微中子,在标准模型中并不发生交互作用。此性质意义上即弱作用中,C对称的最大违反(maximal violation)。在一些标准模型的延伸发展中,比如左右对称模型恢复了C对称性。

电荷共轭宇称

简介

物理学中,电荷共轭宇称(英语:charge conjugate parity、charge parity或C parity,可标为CP)是粒子的相乘量子数,用以描述一些粒子在电荷共轭的对称运算下的行为。

电荷共轭改变所有量子荷(quantum charge)的正负号,这些量子荷为相加量子数,包括有电荷重子数轻子数,以及味荷奇异数、魅数、底数顶数同位旋(I3)。相对地,电荷共轭不改变粒子的质量、线动量或自旋

数学形式

考虑一运算 可将一粒子转变成其反粒子

两个状态都必须是可归一化,因此

意味着 是幺正的:

对此粒子进行重复两次的运算:

可以看出 有如下性质:

将所有性质统整可得:

即电荷共轭算符是自伴算符,也因此是一个可观测物理量。

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