Я пытаюсь понять оператор зарядового сопряжения.
http://en.wikipedia.org/wiki/C_parity
Поскольку оператор является эрмитовым, это, по-видимому, подразумевает, что существует (возможно, спонтанный?) физический процесс, посредством которого частица может (мгновенно?) превратиться в свою античастицу. Поиск зарядового сопряжения в целом дает мне много математики, которую, я думаю, я понимаю, чего я не понимаю, так это когда и как может произойти зарядовое сопряжение.
Где можно найти дополнительную информацию об этом процессе? В качестве альтернативы, если зарядовое сопряжение не может произойти, зачем нам нужен оператор зарядового сопряжения?
В классической механике часто возможно и удобно описывать систему с помощью объекта, называемого лагранжианом (в том смысле, что он управляет поведением системы, лагранжиан подобен гамильтониану). Подобно гамильтониану, лагранжиан должен быть действительным, а любые члены внутри лагранжиана должны быть эрмитовыми.
В квантовой теории поля (КТП) кинетическая энергия, массы и взаимодействия между фундаментальными частицами (электронами, фотонами, кварками и т. д.) также описываются лагранжианом. Существует однозначное соответствие между возможными взаимодействиями и терминами (или «операторами») в лагранжиане. При описании частиц лагранжианом мы должны записывать все разрешенные операторы (т.е. взаимодействия) в лагранжиане. Некоторые операторы запрещены симметриями (например, преобразование заряда - по теореме Нётер симметрии приводят к законам сохранения).
Оператор, соответствующий превращению частицы в античастицу, является эрмитовым, поэтому на этом основании он разрешен в лагранжиане, но во многих случаях такой оператор нарушил бы симметрию.
Ясно, что электрон, превращающийся в позитрон, нарушил бы закон сохранения заряда и, следовательно, связанную с ним симметрию. Таким образом, нам запретили записывать его в наш список взаимодействий в лагранжиане. Это пример правила выбора: хотя можно написать эрмитов оператор частица->античастица, этот оператор запрещен симметриями. Это возможно только в том случае, если у частицы нет квантовых чисел, так что симметрия частица->античастица не нарушается, потому что частица=античастица.
Оператор зарядового сопряжения, на который вы ссылаетесь, не представляет физический процесс; он представляет собой способ (математической) замены частиц античастицами в математической теории. Если теория не меняется при зарядовом сопряжении, описываемая ею физика будет такой же, если мы заменим античастицы частицами повсюду во Вселенной. Удивительно, но природа не обладает этим свойством.
Симметрии C нет, однако есть симметрии CPT, CP и т. д., и по этой причине, помимо прочего, требуется оператор C.
innisfree
Настоящий Джон Коннор