Кіріспе

Бір мезгілдегі зарядты конъюгациялау, паритеттік трансформация және уақытты кері айналдыру бойынша инварианттылық – зарядты конъюгациялау (С), паритеттік трансформация (Р) және уақытты кері айналдыру (Т) бір мезгілдегі трансформацияларындағы физикалық заңдардың фундаментальды симметриясы. CPT – бұл C, P және T комбинациясының жалғыз түрі, табиғаттағы фундаментальды деңгейде нақты симметрия болып сақталады. CPT теоремасы барлық физикалық құбылыстар үшін CPT симметриясының сақталуын немесе, дәлірек айтқанда, кез келген Лоренц инвариантты жергілікті кванттық өріс теориясы гермиттік Гамильтонианмен CPT симметриясына ие болуы тиіс екенін көрсетеді.

Тарих

CPT теоремасы алғаш рет 1951 жылы Джулиан Швингердің спин мен статистика арасындағы байланысты дәлелдеу жұмысында аяқталды. 1954 жылы Герхарт Людерс және Вольфганг Паули одан да нақты дәлелдер келтірді, сондықтан бұл теорема кейде Людерс-Паули теоремасы деп аталады. Сол шамада және тәуелсіз түрде Джон Стюарт Белл да осы теореманы дәлелдеді. Бұл дәлелдер Лоренц инварианттылығы принципі және квант өрістерінің өзара әрекеттесуіндегі локальдық принципке негізделген. Кейіннен, 1958 жылы Рез Жост аксиоматикалық квант өрістері теориясының аясында одан да жалпылама дәлел берді. 1950 жылдардың соңындағы зерттеулер әлсіз күштерге байланысты P симметриясының бұзылуын көрсетті, сондай-ақ C симметриясының бұзылуы да мәлім болды. Біраз уақыт CP симметриясы барлық физикалық құбылыстарда сақталады деп есептелді, бірақ 1960 жылдары бұл пікірдің жалған екені анықталды, ал CPT инварианттылығы бойынша T симметриясының бұзылуын білдірді.

Салдары мен әсерлері

CPT симметриясының салдары – біздің ғаламның "айналасы", барлық нысандардың орналасуы кез келген нүкте арқылы (паритет инверсиясына сәйкес), барлық импульстар кері қайтарылып (уақыт инверсиясына сәйкес) және барлық материя антиматериямен алмастырылып (заряд инверсиясына сәйкес) – біздің физикалық заңдарымыз бойынша дәл сол сияқты дамиды. CPT трансформациясы біздің ғаламды оның "айналасына" және керісінше айналдырады. CPT симметриясы физикалық заңдардың фундаменталды қасиеті ретінде мойындалған. Бұл симметрияны сақтау үшін, оның екі компонентінің (мысалы, CP) біріктірілген симметриясының кез келген бұзылуы үшінші компонентте (мысалы, T) сәйкес бұзылуға ие болуы керек; шындығында, математикалық тұрғыдан алғанда, бұл екі нәрсе бірдей. Сондықтан T симметриясының бұзылуы көбінесе CP бұзылуы деп аталады. CPT теоремасын пин топтарын ескере отырып, жалпылауға болады. 2002 жылы Оскар Гринберг, нақты болжамдар бойынша, CPT бұзу Лоренц симметриясының бұзылуын білдіреді деп дәлелдеді. Кейбір жол теорияларының модельдері, сондай-ақ нүктелік бөлшектердің кванттық өріс теориясынан тыс қалған басқа да модельдер CPT бұзу күтілуде. Лоренц инварианттылығының кейбір ұсынылған бұзулары, мысалы, космологиялық өлшемнің ықшам өлшемі, сонымен қатар CPT бұзуына әкелуі мүмкін. Біртұтас емес теориялар, мысалы, қара тесіктердің біртұтастықты бұзатын ұсыныстары, сонымен қатар CPT-ді бұзуы мүмкін. Техникалық тұрғыдан алғанда, шексіз спинді өрістер CPT симметриясын бұзуы мүмкін. Лоренц бұзуын іздеуге бағытталған эксперименттік зерттеулердің басым көпшілігі теріс нәтижелер берді. Бұл нәтижелердің толық тізімі 2011 жылы Костелеки мен Расселл тарапынан ұсынылды.