CP-symmetrie: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
afbeelding
Xqbot (overleg | bijdragen)
k robot Anders: ar:خرق تناظر الشحنة السوية; cosmetische veranderingen
Regel 1:
In [[deeltjesfysica]] is de '''CP-symmetrie''' de symmetrie onder zowel een [[pariteitsymmetrie|pariteit]]- als [[ladingconjugatie|ladingtransformatie]].
[[FileBestand:CPdiagram.png|thumb|225px| Een diagram dat de werking van CP aantoont : CP bewerkstelligt een omkering van de ruimtelijke assen en maakt van deeltjes antideeltjes. Hier wordt een elektron met een positief spinkwantumgetal omgevormd tot positron met een negatief spinkwantumgetal]]
 
Men dacht dat de combinatie van de twee afzonderlijke symmetrieën een behouden symmetrie zou opleveren, de CP-symmetrie. Echter er zijn ook schendingen van deze symmetrie gevonden in de [[zwakke kernkracht|zwakke wisselwerking]]. Als men CP-symmetrie met [[T-symmetrie]], oftewel tijdsomdraaiing, combineert, krijgt men [[CPT-symmetrie]], waarvan tot op heden geen schending is geobserveerd. Indien deze symmetrie daadwerkelijk niet wordt geschonden, moet T-symmetrie geschonden worden, omdat CP-symmetrie geschonden wordt.
Regel 30:
 
Indien de QCD-hoek θ ongelijk aan nul is, moet er sprake zijn van CP-schending. Daarnaast bestaat de mogelijkheid dat de hoek θ’ CP-schending veroorzaakt. Er is echter geen experimentele waarneming van CP-schending in de sterke wisselwerking. Deze tegenstrijdigheid wordt de ''strong CP problem'' genoemd. Men kan eventueel een onderscheid maken tussen het eerste probleem, waarom er geen waarneembaar effect van θ is, en het tweede probleem, waarom er geen waarneembaar effect van θ’ gecombineerd met θ is. Onder bepaalde aannames kan de een in de ander converteren en vice versa.
Er zijn meerdere pogingen gedaan om aan te tonen dat θ niet leidt tot een CP-schending in QCD. In ieder geval kan het eerste probleem worden opgelost door aan te nemen dat θ gelijk is aan nul. Hoewel dit een speciale waarde is, vergroot dit de symmetrie van de actie en is het natuurlijk volgens ’t Hooft’s eisen van natuurlijkheid. Het gelijkstellen van θ aan θ’ is echter onnatuurlijk, de symmetrie van een effectieve actie wordt vergroot, maar niet van de klassieke actie. Het tweede probleem kan dus niet op die manier worden opgelost.
 
De bekendste oplossing van het probleem is de [[Peccei-Quinn theorie]]. Dit is een oplossing gesuggereerd door R. D. Peccei en H. R. Quinn in 1977. Zij postuleerden dat de volledige Lagrangiaan van het standaardmodel invariant zou zijn onder een extra symmetrie, tegenwoordig de Peccei-Quinn symmetrie genoemd. Deze axiale symmetrie is een symmetrie van de klassieke theorie, onderhevig aan axiale anomalie en het kan spontaan worden gebroken.
Regel 57:
 
De vraag is dus onder welke omstandigheden het baryongetal gelijk kan zijn aan nul in het begin, de Planck tijd, en kan ontwikkelen tot een waarde ongelijk aan nul. De Russische theoretische fysicus [[Andrei Sacharov]] schreef in een paper dat er drie voorwaarden zijn om dit mogelijk te maken.
# Aangezien het baryongetal in het begin anders is dan aan het eind, moet er een baryongetal schendende transformatie bestaan.
# CP-symmetrie moet geschonden worden. Als dit niet het geval is, zou er voor elke transformatie waarbij het baryongetal verandert een CP geconjugeerde transformatie zijn en zou er geen baryon nummer ongelijk aan nul kunnen ontstaan.
# Tenzij men wil aannemen dat de CPT-symmetrie ook geschonden wordt, moeten de transformaties waarbij CP-symmetrie wordt geschonden plaatsvinden buiten een thermisch evenwicht. In een thermisch evenwicht wordt de tijd irrelevant en reduceert CPT-symmetrie naar CP-symmetrie. Het schenden van CP-symmetrie zou dus betekenen dat CPT-symmetrie geschonden wordt.
Aan al deze drie condities moet tegelijkertijd worden voldaan. Echter de keerzijde hiervan is dat als er eenmaal een baryongetal ongelijk aan nul is, dat deze door bovengenoemde condities ook weer gelijk kan worden aan nul door dezelfde transformaties.
 
Regel 66:
=== Grand unified theories ===
Toen het concept van GUTs [[theorie van alles]] ontstond werd er pas aandacht geschonken aan de paper van Sacharov, omdat er standaard aan de drie benodigde voorwaarden worden voldaan in deze theorieën.
# Reacties waarbij het baryongetal verandert, moeten bestaan. Aangezien quarks en leptonen in dezelfde ‘Gauge group’ worden geplaatst moeten er gauge interacties bestaan die baryon- en leptongetallen kunnen veranderen.
# Deze modellen zijn dusdanig complex dat er meerdere bronnen zijn van CP-schending.
# De ‘grand unification’ betekent dat er een energieschaal, M<sub>GUT</sub>, is waarbij de fase verandert. Bij temperaturen rond M<sub>GUT</sub> zijn er deeltjes, X-bosonen, die een massa van ongeveer M<sub>GUT</sub> hebben. Het verval hiervan duurt daarom dusdanig lang dat ze geen thermisch evenwicht bereiken.
 
Het feit dat dit probleem opgelost kan worden door GUT modellen is een groot voordeel van deze modellen, aangezien ze niet zijn opgezet om de asymmetrie te verklaren.
Regel 78:
 
== Zie ook ==
* [[Pariteitsymmetrie]]
* [[Ladingconjugatie]]
* [[CPT-symmetrie]]
* [[T-symmetrie]]
 
{{bron|bronvermelding=
* Bigi, I.I.Y. en Sanda, A.I. ''CP Violation''
:Cambridge University Press
}}
Regel 92:
[[Categorie:Symmetrie]]
 
[[ar:خرق تناظرالشحنةتناظر الشحنة السوية]]
[[de:CP-Verletzung]]
[[en:CP violation]]