CP violation

Zarrachalar fizikasida CP buzilishi CP-simmetriyasining (yoki zaryad konjugatsiyasi simmetriyasining) buzilishidir: C-simmetriya (zaryad simmetriyasi) va P-simmetriya (paritet simmetriyasi) kombinatsiyasi. CP-simmetriya, agar zarraning fazoviy koordinatalari teskari („oyna“ yoki P-simmetriya) boʻlsa, uning antizarrasi (C-simmetriya) bilan almashtirilsa, fizika qonunlari bir xil boʻlishi kerakligini bildiradi. 1964-yilda neytral kaonlarning parchalanishida CP buzilishining aniqlanishi uning kashfiyotchilari Jeyms Kronin va Val Fitch uchun 1980 yilda fizika boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻldi .

U kosmologiyaning hozirgi koinotda materiyaning antimateriya ustidan hukmronligini tushuntirishga urinishlarida ham, zarralar fizikasidagi zaif oʻzaro taʼsirlarni oʻrganishda ham muhim rol oʻynaydi.

Umumiy koʻrinish

1950-yillarga qadar paritetning saqlanishi asosiy geometrik saqlanish qonunlaridan biri (energetikaning saqlanishi va impulsning saqlanishi bilan bir qatorda) hisoblangan. 1956-yilda paritet buzilishi aniqlangandan soʻng, tartibni tiklash uchun CP-simmetriya taklif qilindi. Biroq, kuchli o'zaro ta'sir va elektromagnit oʻzaro taʼsir birlashgan CP transformatsiyasi operatsiyasi ostida oʻzgarmas boʻlib tuyulsa-da, keyingi tajribalar shuni koʻrsatdiki, bu simmetriya maʼlum turdagi zaif parchalanish paytida biroz buzilgan.

Simmetriyaning faqat zaifroq versiyasi jismoniy hodisalar tomonidan saqlanishi mumkin edi, bu CPT simmetriyasi edi. C va P dan tashqari, harakatning teskarisiga toʻgʻri keladigan uchinchi operatsiya, vaqtni oʻzgartirish T mavjud. Vaqtni teskari oʻzgartirishda oʻzgarmaslik, fizika qonunlari tomonidan harakatga ruxsat berilganda, teskari harakat ham ruxsat etilgan va bir xil tezlikda oldinga va orqaga sodir boʻlishini anglatadi.

CPT kombinatsiyasi barcha turdagi fundamental oʻzaro taʼsirlarning aniq simmetriyasini tashkil qiladi deb ishoniladi. Uzoq davom etgan CPT simmetriya teoremasi tufayli, agar u haqiqiy boʻlsa, CP-simmetriyaning buzilishi T-simmetriyasining buzilishiga teng. Kvant maydon nazariyasining asosiy tamoyillaridan biri hisoblangan ushbu teoremada zaryad konjugasiyasi, paritet va vaqtni teskari aylantirish birgalikda qoʻllanadi. Vaqtning teskari simmetriyasining buzilishini CPT teoremasining hech qanday taxminisiz bevosita kuzatish 1998-yilda mos ravishda CERN va Fermilabda ikkita guruh, CPLEAR va KTeV hamkorliklari tomonidan amalga oshirildi.^[1] 1970-yilda Klaus Shubert Bell-Steynberger birlik munosabatlaridan foydalangan holda CPT simmetriyasini qabul qilishdan mustaqil ravishda T buzilishini kuzatdi.^[2]

CP-simmetriya

Umuman olganda, kvant mexanik tizimning simmetriyasini qayta tiklash mumkin, agar boshqa taxminiy S simmetriya topilsa, PS qoʻshma simmetriya buzilmagan boʻlib qoladi. Gilbert fazosining tuzilishiga oid bu juda nozik nuqta P buzilishi aniqlangandan soʻng koʻp oʻtmay amalga oshirildi va zarrachani antizarrachaga aylantiruvchi C zaryad konjugasiyasi tartibni tiklash uchun mos simmetriya ekanligi taklif qilindi.

1956-yilda Reynxard Oehme Yangga yozgan maktubida va koʻp oʻtmay Ioffe, Okun va Rudik paritetning buzilishi zaryad konjugatsiyasining oʻzgarmasligi zaif parchalanishlarda ham buzilishi kerakligini koʻrsatdi.

Zaryadning buzilishi Vu tajribasida va Valentin Telegdi va Jerom Fridman, Garvin va Lederman tomonidan oʻtkazilgan tajribalarda tasdiqlangan, ular pion va muon parchalanishida paritetning saqlanmaganligini kuzatgan va C ning ham buzilganligini aniqlagan. Toʻlovning buzilishi Liverpul universitetida Jon Rayli Xolt tomonidan oʻtkazilgan tajribalarda aniqroq koʻrsatilgan.^[3]^[4]^[5]

Keyin Oehme Li va Yang bilan qogʻoz yozdi, unda ular P, C va T ostida oʻzgarmaslikning oʻzaro taʼsirini muhokama qilishdi. Xuddi shu natijani BL Ioffe, Okun va AP Rudik ham mustaqil ravishda olishdi. Ikkala guruh ham neytral kaon parchalanishida mumkin boʻlgan CP buzilishlarini muhokama qildilar.^[6]

Lev Landau 1957-yilda taklif qilgan CP-simmetriya^[7] koʻpincha faqat CP deb ataladigan materiya va antimateriya oʻrtasidagi haqiqiy simmetriya. CP-simmetriya ikkita transformatsiyaning mahsulotidir: zaryad konjugasiyasi uchun C va paritet uchun P. Boshqacha qilib aytganda, barcha zarralar oʻzlarining antizarralari bilan almashinadigan jarayon asl jarayonning oyna tasviriga ekvivalent deb qabul qilingan va shuning uchun zaif oʻzaro taʼsirda birlashtirilgan CP-simmetriya saqlanib qoladi.

1962-yilda Dubnadagi bir guruh eksperimentalistlar Okunning talabiga binoan CPni buzuvchi kaon parchalanishini izlash muvaffaqiyatsiz yakunlandi.^[8]

Manbalar

↑ Schwarzschild, Bertram (1999). „Two Experiments Observe Explicit Violation of Time‐Reversal Symmetry“. Physics Today. 52-jild, № 2. 19–20-bet. Bibcode:1999PhT....52b..19S. doi:10.1063/1.882519.
↑ Schubert, K.R. (2015). „T violation and CPT tests in neutral-meson systems“. Progress in Particle and Nuclear Physics. 81-jild. 1–38-bet. arXiv:1409.5998. Bibcode:2015PrPNP..81....1S. doi:10.1016/j.ppnp.2014.12.001.
↑ Friedman, J. I.; Telegdi, V. L. (1957). „Nuclear Emulsion Evidence for Parity Nonconservation in the Decay Chain π⁺→μ⁺→e⁺“. Physical Review. 106-jild, № 6. 1290–1293-bet. Bibcode:1957PhRv..106.1290F. doi:10.1103/PhysRev.106.1290.
↑ Garwin, R. L.; Lederman, L. M.; Weinrich, M. (1957). „Observations of the Failure of Conservation of Parity and Charge Conjugation in Meson Decays: The Magnetic Moment of the Free Muon“. Physical Review. 105-jild, № 4. 1415–1417-bet. Bibcode:1957PhRv..105.1415G. doi:10.1103/PhysRev.105.1415.
↑ Culligan, G.; Frank, S. G. F.; Holt, J. R. (1959). „Longitudinal polarization of the electrons from the decay of unpolarized Positive and Negative Muons“. Proceedings of the Physical Society. 73-jild, № 2. 169-bet. Bibcode:1959PPS....73..169C. doi:10.1088/0370-1328/73/2/303.
↑ Lee, T. D.; Oehme, R.; Yang, C. N. (1957). „Remarks on Possible Noninvariance under Time Reversal and Charge Conjugation“. Physical Review. 106-jild, № 2. 340–345-bet. Bibcode:1957PhRv..106..340L. doi:10.1103/PhysRev.106.340. 2012-08-05da asl nusxadan arxivlandi.
↑ Landau, L. (1957). „On the conservation laws for weak interactions“. Nuclear Physics. 3-jild, № 1. 127–131-bet. Bibcode:1957NucPh...3..127L. doi:10.1016/0029-5582(57)90061-5.
↑ Anikina, M. Kh.; Neagu, D. V.; Okonov, E. O.; Petrov, N. I.; Rozanova, A. M.; Rusakov, V. A. „An experimental investigation of some consequences of CP-invariance in K meson decays“ (PDF). Soviet Physics JETP. 15-jild, № 1. 93–96-bet. 27 January 2021da asl nusxadan (PDF) arxivlandi. Qaraldi: 3 April 2021.

Qoʻshimcha oʻqish

[1] Schwarzschild, Bertram (1999). „Two Experiments Observe Explicit Violation of Time‐Reversal Symmetry“. Physics Today. 52-jild, № 2. 19–20-bet. Bibcode:1999PhT....52b..19S. doi:10.1063/1.882519.

[2] Schubert, K.R. (2015). „T violation and CPT tests in neutral-meson systems“. Progress in Particle and Nuclear Physics. 81-jild. 1–38-bet. arXiv:1409.5998. Bibcode:2015PrPNP..81....1S. doi:10.1016/j.ppnp.2014.12.001.

[3] Friedman, J. I.; Telegdi, V. L. (1957). „Nuclear Emulsion Evidence for Parity Nonconservation in the Decay Chain π⁺→μ⁺→e⁺“. Physical Review. 106-jild, № 6. 1290–1293-bet. Bibcode:1957PhRv..106.1290F. doi:10.1103/PhysRev.106.1290.

[4] Garwin, R. L.; Lederman, L. M.; Weinrich, M. (1957). „Observations of the Failure of Conservation of Parity and Charge Conjugation in Meson Decays: The Magnetic Moment of the Free Muon“. Physical Review. 105-jild, № 4. 1415–1417-bet. Bibcode:1957PhRv..105.1415G. doi:10.1103/PhysRev.105.1415.

[5] Culligan, G.; Frank, S. G. F.; Holt, J. R. (1959). „Longitudinal polarization of the electrons from the decay of unpolarized Positive and Negative Muons“. Proceedings of the Physical Society. 73-jild, № 2. 169-bet. Bibcode:1959PPS....73..169C. doi:10.1088/0370-1328/73/2/303.

[6] Lee, T. D.; Oehme, R.; Yang, C. N. (1957). „Remarks on Possible Noninvariance under Time Reversal and Charge Conjugation“. Physical Review. 106-jild, № 2. 340–345-bet. Bibcode:1957PhRv..106..340L. doi:10.1103/PhysRev.106.340. 2012-08-05da asl nusxadan arxivlandi.

[7] Landau, L. (1957). „On the conservation laws for weak interactions“. Nuclear Physics. 3-jild, № 1. 127–131-bet. Bibcode:1957NucPh...3..127L. doi:10.1016/0029-5582(57)90061-5.

[8] Anikina, M. Kh.; Neagu, D. V.; Okonov, E. O.; Petrov, N. I.; Rozanova, A. M.; Rusakov, V. A. „An experimental investigation of some consequences of CP-invariance in K meson decays“ (PDF). Soviet Physics JETP. 15-jild, № 1. 93–96-bet. 27 January 2021da asl nusxadan (PDF) arxivlandi. Qaraldi: 3 April 2021.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]