Physiker haben sich lange Zeit wegen der Verletzung der kombinierten Parität beim Zerfall bestimmter Teilchen den Kopf zerbrochen. Der englische theoretische Physiker Mark Hadley stellt eine sehr extravagante Hypothese auf, die die Gründe für dieses Phänomen erklärt: Seiner Meinung nach sind wir einfach am falschen Ort gelandet.
Laut dem Physiker Mark Hadley sind genau jene Teilchen und Antiteilchen (neutrale K-Mesonen, B-Mesonen und D-Mesonen) am empfindlichsten für das intragalaktische Feld, in dessen Zerfall selbst die kombinierte Parität nicht erhalten bleibt.
Bis zur Mitte des letzten Jahrhunderts nahmen Theoretiker an und Experimentatoren garantierten, dass absolut alle Transformationen von Elementarteilchen in Bezug auf die Spiegelsymmetrie unveränderlich sind. Dies bedeutet, dass sich ein Prozess mit ihrer Beteiligung nicht durch Reflexion in einem flachen Spiegel ändert, unabhängig davon, wie er sich im Raum befindet, oder durch das Ersetzen der rechten durch die linke und der linken durch die rechte. Physiker nennen diese Invarianzparitätserhaltung. Es scheint offensichtlich und natürlich, da die Unterscheidung zwischen rechts und links völlig willkürlich zu sein scheint. Von den vier grundlegenden Wechselwirkungen - gravitativ, elektromagnetisch, stark und schwach - gehorchen die ersten drei wirklich dem Gesetz der Erhaltung der Parität, und zwar vollständig und ausnahmslos. Bei schwachen Wechselwirkungen (z. B. Bei den Prozessen des Beta-Zerfalls von Atomkernen bleibt die Parität nicht erhalten. Wir können sagen, dass Transformationen von Partikeln, die durch schwache Wechselwirkung gesteuert werden, auf den Unterschied zwischen rechts und links reagieren. Dieses Merkmal wurde 1956 theoretisch vorhergesagt und bald experimentell bestätigt.
Napra … nale … in
Die Nichtkonservierung der Parität bei schwachen Interaktionen fiel den Physikern buchstäblich auf den Kopf und wurde als unangenehmes Paradox empfunden. Theoretiker schlugen sofort vor, dass die Symmetrie zwischen links und rechts immer noch besteht, aber sie manifestiert sich nicht als "frontal", wie zuvor angenommen. Einige Jahre vor der Entdeckung der Nichtkonservierung der Parität stellten mehrere Physiker die Hypothese auf, dass das Spiegelbild eines Teilchens sein Antiteilchen sein könnte. Diese Idee deutete darauf hin, dass das Paritätserhaltungsgesetz gerettet werden könnte, indem die Spiegelreflexion von einem Übergang zu Antiteilchen begleitet wird. Doch auch dieser Trick hat nicht geholfen. Bereits 1964 zeigten die amerikanischen Forscher James Cronin und Val Fitch in Experimenten am Synchrotron mit variablem Gradienten am Brookhaven National Laboratorydass langlebige neutrale K-Mesonen unter schwacher Nichterhaltung einer solchen verallgemeinerten (wie Physiker sagen, kombinierten) Parität zerfallen. Für diese Entdeckung erhielten sie 1980 den Nobelpreis für Physik. Und im Jahr 2001 haben die Experimente BaBar am Stanford Linear Accelerator (SLAC) und Belle am Beschleuniger des japanischen Instituts für Hochenergie (KEK) gezeigt, dass die kombinierte Parität auch beim Zerfall neutraler D-Mesonen und B-Mesonen nicht erhalten bleibt.dass bei Zerfällen von neutralen D-Mesonen und B-Mesonen die kombinierte Parität ebenfalls nicht erhalten bleibt.dass bei Zerfällen von neutralen D-Mesonen und B-Mesonen die kombinierte Parität ebenfalls nicht erhalten bleibt.
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CP-Inversion in der Physik ist die gleichzeitige Inversion der Ladungskonjugation (bezeichnet mit dem Buchstaben C, Ladung), die ein Teilchen in ein Antiteilchen verwandelt, und eine Paritätsinversion (P, Parität), die das Teilchen spiegelt und nach rechts und links wechselt. Die starken und elektromagnetischen Wechselwirkungen in Bezug auf die CP-Inversion sind symmetrisch (wie Physiker sagen, invariant), die schwache Wechselwirkung jedoch nicht, was bei einigen Zerfallsprozessen beobachtet wird. Insbesondere schwingen neutrale Kaonen (K-Mesonen, die aus einem S-Antiquark und einem D- oder U-Quark bestehen), dh sie verwandeln sich in Antiteilchen und umgekehrt. Die Transformationswahrscheinlichkeiten in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung sind nicht gleich, und dies zeigt indirekt die Verletzung der CP-Symmetrie an.
Schlechter Platz
Nach der Standardtheorie der Elementarteilchen ist die Nichtkonservierung der Parität eine grundlegende Eigenschaft schwacher Wechselwirkungen. Genau dem widerspricht der Physiker Mark Hadley von der British University of Warwick. Er gibt zu, dass die schwache Interaktion die Parität bewahrt, aber wir bemerken dies nicht, da … wir uns am falschen Ort im Universum befinden. Die Erde dreht sich um die Sonne, die sich zusammen mit anderen Sternen um das Zentrum unserer Galaxie bewegt. Beide Bewegungen tragen Raum - Zeit weg und verzerren ihre Metriken. Die durch die Umlaufbahn der Erde verursachten Korrekturen sind vernachlässigbar, was nicht über die galaktische Rotation gesagt werden kann, an der Hunderte von Milliarden Sternen beteiligt sind. Es erzeugt eine bestimmte Richtung im Raum - genau die Richtung, in die der Vektor des galaktischen Drehimpulses schaut. Daher weist der intragalaktische Raum keine Spiegelsymmetrie auf, so dass er nicht verpflichtet ist, die Umwandlung von Elementarteilchen zu beobachten.
Hadley glaubt, dass die durch die Rotation der Galaxie verursachte Mitnahme von Raum-Zeit so etwas wie ein Kraftfeld erzeugt, das Partikel und Antiteilchen auf unterschiedliche Weise beeinflusst. Der Einfluss manifestiert sich jedoch nicht universell, sondern hängt von der Art der Partikel und den Prozessen ab, an denen sie beteiligt sind. Nach Hadley ist das intragalaktische Feld am stärksten von jenen Partikeln zu spüren, in deren Zerfall selbst die kombinierte Parität nicht erhalten bleibt.
Orientiere dich durch die Galaxie
Aus Hadleys Hypothese folgt, dass die Ergebnisse von Experimenten zum Testen der Paritätserhaltung davon abhängen, wo diese Experimente durchgeführt werden. In einer kleinen kugelförmigen Galaxie mit einem geringen Drehimpuls würde die Parität viel besser erhalten bleiben als auf der Erde, und irgendwo im leeren Weltraum würden Spiegelreflexionen überhaupt nichts ändern. Nach der gleichen Logik würde das Paritätserhaltungsgesetz nur aus den Nähten in der Nähe schnell rotierender Neutronensterne platzen. Dies ist der Relativismus, der durch den Einfluss von Gravitationseffekten auf die Umwandlung von Elementarteilchen verursacht wird.
Hadley glaubt, dass dieser Effekt bereits heute auf der Erde getestet werden kann. Dazu ist zu prüfen, ob sich die Art der Paritätsverletzung in Abhängigkeit von der Richtung der Partikelstreuung in Bezug auf den Vektor der galaktischen Rotation nicht ändert. Hadley gibt sogar zu, dass die Analyse der Daten, die bereits in Experimenten mit Beschleunigern gesammelt wurden, dafür ausreicht. Und wenn der Effekt bestätigt wird, ist es durchaus möglich, dass nicht nur terrestrische, sondern auch galaktische Koordinaten auf den Zeichnungen der Beschleuniger der Zukunft stehen.
Alexey Levin
