Чётность (физика)

Симметрия в физике
Преобразование	Соответствующая инвариантность	Соответствующий закон сохранения
↕ Трансляции времени	Однородность времени	…энергии
⊠ C, P, CP и T-симметрии	Изотропность времени	…чётности
↔ Трансляции пространства	Однородность пространства	…импульса
↺ Вращения пространства	Изотропность пространства	…момента импульса
⇆ Группа Лоренца (бусты)	Относительность лоренц-ковариантность	…движения центра масс
~ Калибровочное преобразование	Калибровочная инвариантность	…заряда

Чётность — свойство физической величины сохранять свой знак (или изменять на противоположный) при некоторых дискретных преобразованиях. Она выражается числом, принимающим два значения: +1 и −1.

A′ = P·A,

где

• A, A′ — физическая величина до и после инверсии;
• P — чётность величины A.

Чётность наиболее важна для квантовой физики, где она является одной из главных характеристик волновой функции. Соответственно, понятие чётности переносится и на частицу (атом, ядро), которую характеризует эта волновая функция.

Величины с положительной чётностью называются чётными, а с отрицательной — нечётными. Чётность величины зависит от её математической природы, а точнее от трансформационных свойств математического объекта, выражающего данную физическую величину, относительно инвертируемого параметра. Величины могут также не иметь определённой чётности относительно какого-либо конкретного преобразования.

Чётность является мультипликативной величиной, то есть чётность системы, состоящей из неподвижных друг относительно друга частей, равна произведению чётностей составляющих.

Виды чётности

Разновидности чётности, используемые в физике:

• пространственная чётность P — соответствует инверсии пространства (координаты $x,y,z$ меняются на $-x,-y,-z$);
• временна́я чётность T — соответствует инверсии времени (направление течения времени меняется на обратное);
• зарядовая чётность C — соответствует зарядовой инверсии (все частицы меняются на античастицы);
• комбинированная чётность CP — соответствует одновременной зарядовой и пространственной инверсии;
• G-чётность — особый параметр у истинно нейтральных частиц;
• R-чётность (суперчётность) R — соответствует суперсимметричной инверсии (фермионы заменяются на бозоны и наоборот).
• Внутренняя чётность — меняет ли знак волновая функция частицы или системы частиц при инверсии пространства.

Несохранение чётности

В 1957 году нобелевскую премию по физике получили Янг Чжэньнин и Ли Чжэндао за теоретическое обоснование возможности нарушения закона сохранения пространственной чётности для слабых взаимодействий. Это предсказание экспериментально подтверждено Ву Цзяньсюн, которая по их просьбе разработала и провела эксперимент в 1956 году.

Ссылки

• Чётность — статья из Большой советской энциклопедии. 
• Perkins, Donald H. Introduction to High Energy Physics. — 2000. — ISBN 9780521621960.
• Sozzi, M. S. Discrete symmetries and CP violation. — Oxford University Press, 2008. — ISBN 978-0-19-929666-8.
• Bigi, I. I. CP Violation / I. I. Bigi, A. I. Sanda. — Cambridge University Press, 2000. — ISBN 0-521-44349-0.
• Weinberg, S. The Quantum Theory of Fields. — Cambridge University Press, 1995. — ISBN 0-521-67053-5.