теорема срт

ТЕОРЕМА СРТ -утверждение о том, что релятивистски инвариантная квантовая теория поля с обычной связью между спином частиц и их статистикой автоматически инвариантна относительно произведения преобразований отражения пространств. координат r - > -r (Р-преобразова-ние), обращения времени t-> -t(T-преобразование) и зарядового сопряжения - замены частиц античастицами (С-преобразование). Эту теорему наз. также Л ю д е р с а - П а у л и теоремой [Г. Людерс (G. Luders), В. Паули (W. Pauli) (1952-55)].

Т. о., для любого движения к--л. частиц существует "симметричное движение античастиц", являющееся "зеркальным изображением" первого и обращённым относительно него по времени. Имеется принципиальная разница между требованием инвариантности относительно каждого из этих дискретных преобразований по отдельности и требованием СРТ-инвариантности. Инвариантность относительно С-, Р- и T-преобразований накладывает ограничения на значения констант взаимодействия в лагранжиане. Напр., Р-инвариантность требует равенства констант взаимодействия фермионов с противоположными киралъностями, а СР-инвариантность - вещественности констант взаимодействия. Из эксперимента известно, что дискретные С-, Р- и Т-симметрии нарушены. Лагранжиан стандартной SU(3)_сх SU(2) х U(1)-модели (см. Квантовая хромодинамика, Электрослабое взаимодействие)не обладает соответствующими симметриями и с точки зрения совр. теории скорее нуждается в объяснении факт сравнительно слабого нарушения дискретных симметрии.

Статус СРT-инвариантности совершенно иной, поскольку основой СРТ-теоремы служат требования спец. (частной) теории относительности. Действительно, чётное число отражений координат Минковского пространства-времени (РТ)формально сводится к повороту в нём (на мнимый угол). Поэтому существующие физ. теории, инвариантные относительно Лоренца преобразований (т. е. поворотов в пространстве Минковского), оказываются автоматически СРT-инвариантяыми. (Построить пример локальной квантовой теории поля, не обладающей СРТ-инвариантностью, достаточно трудно.) Т.о., эксперим. проверка СРT-теоремы по существу является проверкой релятивистской инвариантности и локальности взаимодействия.

СРT-инвариантность приводит к след. равенству для матричных элементов S-матрицы: , где - состояния СР-сопряжённые по отношению к состояниям . Отсюда получаются предсказания равенства времён жизни и абс. значений магн. моментов частиц и античастиц. Из СРT-теоремы также следует равенство масс частиц и античастиц. Все следствия СРТ-инвариантности подтверждаются с огромной точностью. Наилучшая точность в измерении разности масс частиц и античастиц достигнута для нейтральных К-мезонов: Равенство аномальных магнитных моментов электрона и позитрона проверено с точностью ~10^-12. Равенство времён жизни (т) частиц и античастиц с наиб. точностью проверено для мюонов: (Г_m+ - G_m_)/G_m < (3 b 3)·10^-5 Г -соответствующая ширина распада).

Лит.: Мэтьюс П., Релятивистская квантовая теория взаимодействий элементарных частиц, пер. с англ., М., 1959; Берестец-кий В. Б., Лифшиц E. М., ПитаевскийЛ. П., Квантовая электродинамика, 3 изд., М., 1989. М. И. Высоцкий.

   <<      Предметный указатель      >>