Ich versuche, den Ladungskonjugationsoperator zu verstehen.
http://en.wikipedia.org/wiki/C_parity
Da der Operator hermitesch ist, scheint dies zu implizieren, dass es einen (möglicherweise spontanen?) physikalischen Prozess gibt, durch den sich ein Teilchen (augenblicklich?) in sein Antiteilchen verwandeln kann. Die Suche nach Ladungskonjugation im Allgemeinen gibt mir nur viel Mathematik, von der ich glaube, dass ich sie verstehe, was ich nicht verstehe, ist, wann und wie Ladungskonjugation auftreten kann.
Wo finde ich weitere Informationen zu diesem Verfahren? Alternativ, wenn keine Ladungskonjugation auftreten kann, warum brauchen wir dann einen Ladungskonjugationsoperator?
In der klassischen Mechanik ist es oft möglich und bequem, ein System mit einem Objekt zu beschreiben, das als Lagrange-Operator bezeichnet wird (da es das Verhalten eines Systems regelt, ist der Lagrange-Operator einem Hamilton-Operator ähnlich). Wie der Hamilton-Operator sollte der Lagrange-Operator real sein – und alle Terme innerhalb des Lagrange-Operators sollten hermitesch sein.
In der Quantenfeldtheorie (QFT) werden die kinetische Energie, Massen und Wechselwirkungen zwischen fundamentalen Teilchen (Elektronen, Photonen, Quarks usw.) ebenfalls durch eine Lagrange-Funktion beschrieben. Es gibt eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen möglichen Interaktionen und Begriffen (oder "Operatoren") im Lagrange. Bei der Beschreibung von Teilchen mit einem Lagrange-Operator müssen wir alle erlaubten Operatoren (dh Wechselwirkungen) im Lagrange-Operator schreiben. Einige Operatoren sind durch Symmetrien verboten (zB Ladungskonversation - nach dem Satz von Noether führen Symmetrien zu Erhaltungssätzen).
Der Operator, der einem Teilchen entspricht, das sich in ein Antiteilchen verwandelt, ist hermitesch, also auf dieser Grundlage im Lagrange-Operator erlaubt, aber in vielen Fällen würde ein solcher Operator eine Symmetrie verletzen.
Offensichtlich würde ein Elektron, das sich in ein Positron verwandelt, die Ladungserhaltung und damit die damit verbundene Symmetrie brechen. Daher war es uns untersagt, es in unsere Liste der Wechselwirkungen im Lagrange zu schreiben. Dies ist ein Beispiel für eine Auswahlregel - während es möglich ist, einen Partikel->Anti-Partikel-Hermiteschen Operator zu schreiben, ist der Operator aufgrund von Symmetrien verboten. Es ist nur möglich, wenn das Teilchen keine Quantenzahlen hat, so dass keine Symmetrien durch Teilchen->Antiteilchen gebrochen werden, denn Teilchen=Antiteilchen.
Der Ladungskonjugationsoperator, auf den Sie sich beziehen, stellt keinen physikalischen Prozess dar; es stellt eine Möglichkeit dar, in einer mathematischen Theorie Teilchen durch Antiteilchen (mathematisch) zu ersetzen. Wenn sich eine Theorie unter Ladungskonjugation nicht ändert, wäre die Physik, die sie beschreibt, die gleiche, wenn wir überall im Universum Antiteilchen durch Teilchen ersetzen würden. Bemerkenswerterweise hat die Natur diese Eigenschaft nicht.
Es gibt keine C-Symmetrie, aber es gibt CPT-, CP- usw. Symmetrien, und aus diesem Grund wird unter anderem der C-Operator benötigt.
frei
Der echte John Connor