Physics 版 (精华区)

发信人: yanyanyan (风), 信区: Physics
标  题: ５４　宇称是什么？
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月21日17:14:29 星期三), 站内信件


５４　宇称是什么？

　　假定我们把每一个亚原子粒子都挂上标签：要嘛是Ａ，
要嘛是Ｂ，二者必居其一。现在再进一步假定，一个Ａ粒子
只要分裂成两个粒子，这两个粒于要不是统统属于Ａ类，就
必定统统属于Ｂ类。这时我们可以写出Ａ＝Ａ＋Ａ或Ａ＝Ｂ
＋Ｂ。一个Ｂ粒子如果分裂成两个粒子，这两个粒子当中总
是有一个属于Ａ类，另一个则属于Ｂ类，所以我们可以写出
Ｂ＝Ａ十Ｂ。
　　你还会发现另一种情形：如果两个粒子互相碰撞而分裂
成三个粒子，这时你就可能发现Ａ＋Ａ＝Ａ＋Ｂ＋Ｂ或Ａ＋
Ｂ＝Ｂ＋Ｂ＋Ｂ。
　　但是，有些情形却是观察不到的。例如，你不会发现Ａ
＋Ｂ＝Ａ＋Ａ或Ａ＋Ｂ＋Ａ＝Ｂ＋Ａ＋Ｂ。
　　这一切是什么意思呢？好吧，让我们把Ａ看作２，４，
６这类偶数当中的一个，而把Ｂ看作３，５，７这类奇数。
两个偶数相加总是等于偶数（６＝２＋４），所以Ａ＝Ａ＋
Ａ。两个奇数相加也总是等于偶数（８＝３＋５），所以Ａ
＝Ｂ＋Ｂ。但是，一个奇数和一个偶数之和却总是等于奇数
（７＝３＋４），所以Ｂ＝Ａ＋Ｂ。
　　换句话说，有些亚原子粒子可以称为“奇粒子”，另一
些亚原子粒子可以称为“偶粒子”，因为它们所能结合成的
粒子或分裂成的粒子正好与奇数和偶数相加时的情况相同。
　　当两个整数都是偶数或者都是奇数时，数学家就说这两
个整数具有“相同的奇偶性（宇称）”；如果一个是奇数，
一个是偶数，它们就具有“不同的奇偶性（宇称）”。这样
一来，当有些亚原子粒子的行为象是奇数，有些象是偶数，
并且奇数和偶数的相加法则永远不被破坏时，那就是过去所
说的“宇称守恒”了。
　　１９２７年，物理学家魏格纳指出，亚原子粒子的宇称
是守恒的，因为这些粒子可以看作是具有“左右对称性”。
真有这种对称性的东西与它们在镜子里所成的像（镜像）完
全相同。数字０和８以及字母Ｈ和Ｘ都具有这样的对称性。
如果你把８，０，Ｈ和Ｘ转一下，让它们的右边变成左边，
左边变成右边，那么，你仍旧会得到８，０，Ｈ和Ｘ。字母
ｂ和ｐ就没有这种左右对称性。要是你把它们转个１８０°，
ｂ就会变成ｄ，ｐ就变成ｑ——成为完全不同的字母了。
　　１９５６年，物理学家李政道和杨振宁指出，在某些类
型的亚原子事件中宇称应该不守恒，并且实验很快就证明他
们的说法是对的。这就是说，有些亚原子粒子的行为好象它
们在某些条件下是不对称似的。
　　由于这个原因，人们研究出了一个更普遍的守恒律。在
一个特定粒子不对称的地方，它的反粒子（即具有相反的电
荷或磁场）也是不对称的，但两者的模样相反。因此，如果
粒子的形状象ｐ，它的反粒子的形状就象ｑ。
　　如果把电荷（Ｃ）和宇称（Ｐ）放在一起，就能建立一
条简单的法则，来说明哪些亚原子事件能够发生，哪些亚原
子事件不能够发生。这个法则称为“ＣＰ守恒”。
　　后来，人们又明白了，为了使这个法则真正保险，还必
须考虑到时间（Ｔ）的方向；因为一个亚原子事件看起来既
可以是在时间中向前推进，也可以是在时间中向后倒退。添
上时间以后的法则称为“ＣＰＴ守恒”。
　　近来，就连ＣＰＴ守恒也成问题了，不过到底怎么样，
目前还没有得出最后的结论。

译注：到目前为止，所有的实验仍证明ＣＰＴ是守恒的
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