סימטריית CPT
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
סימטריית CPT בפיזיקה תאורטית ופיזיקת חלקיקים היא סימטריה מדויקת (exact symmetry), כלומר, סימטריה שאינה מופרת לעולם, בשום תהליך פיזיקלי מוכר. היא מייצגת סימטריה של חוקי הטבע הבסיסיים להפעלה בו זמנית של שלוש פעולות בדידות (דיסקרטיות): היפוך מטען (C), היפוך מרחב (P) והיפוך זמן (T).
- סימטריית היפוך מטען – סימטריית C, או charge symmetry או charge-conjugation symmetry, היא סימטריה תחת שינוי מטען של חלקיק מסוים, מחיובי לשלילי או להפך. אחד המטענים המשתנים הוא המטען החשמלי, אך סימטריית C מתייחסת גם לשאר המספרים הקואנטיים החיבוריים (additive quantum numbers), כגון איזוספין חלש, איזוספין, קסם וכדומה. סימטריה זו אינה משפיעה על תכונות אחרות של החלקיק, כגון המסה, התנע או הספין. חלקיקים ואנטי-חלקיקים הם סימטריים זה לזה תחת סימטריית C: לפרוטון יש מספרים קואנטיים נגדיים לאלו של האנטיפרוטון (כגון מטען חשמלי של 1 לעומת מינוס 1), אך לשניהם יש את אותם מסה, תנע וספין.
- סימטריית שיקוף או סימטריית זוגיות – סימטריית P, או parity symmetry, היא סימטריה תחת היפוך הקואורדינטות של המרחב, בדומה לשיקוף במראה. מתמטית, היא מיוצגת על ידי הפעולה:
- סימטריית היפוך זמן – סימטריית T, או time symmetry, מציינת את היפוך כיוון התקדמות הזמן. מתמטית, היא מיוצגת על ידי הפעולה:
כאשר מופעלת יותר מסימטריה אחת בו זמנית, נהוג לסמן זאת עם צירוף האותיות של הסימטריות הרצויות. לדוגמה, היפוך המרחב יחד עם היפוך המטען הוא הפעלת סימטריית CP. אם חוקי הפיזיקה אינם משתנים תחת הפעלת סימטריה מסוימת, התאוריה סימטרית תחת אותה סימטריה. סימטריה הנשמרת מרבית הזמן, אך קיים תהליך פיזיקלי המסוגל לשבור אותה (כלומר, המערכת הפיזיקלית שהתקיימה לפני התהליך אינה סימטרית לזו הקיימת אחריו), היא סימטריה מקורבת (approximate symmetry). דוגמה לכך היא סימטריית CP, המספקת קירוב טוב מאוד של מרבית הפעולות בטבע. עם זאת, הכוח החלש מסוגל לגרום שבירת סימטריית CP.