CP违反

CP违反,在粒子物理，违反结合守恒定律与电荷共轭(C)和奇偶校验(P)通过弱力，它负责的反应，如放射性衰变原子核的。电荷共轭将粒子转化为粒子的数学运算是什么反粒子-例如，通过改变电荷的符号。电荷共轭意味着每个带电粒子都有一个相反的电荷反物质,或反粒子．电中性粒子的反粒子可能与该粒子完全相同，如中性的π -介子，或者它可能是不同的，如反中性子．奇偶校验，或空间反演，是粒子或粒子系统通过空间坐标原点的反射;也就是三维空间维x，y,z分别变为−x,−y，和−z．更具体地说，宇称守恒意味着左右和上下是不可区分的，在这种意义上，原子核发射衰变产物的频率向上和向下一样频繁，向左和向右一样频繁。

多年来，人们认为基本的过程包括电磁力和强大的弱力表现出来对称关于电荷共轭和奇偶性，也就是说，这两个性质在粒子相互作用中总是守恒的。第三次手术也是如此，时间反转(T)，对应于运动的反转。时间下的不变性意味着，当一个运动被物理定律所允许时，反转的运动也是被允许的。20世纪50年代中期的一系列发现使得物理学家们显著地改变了他们关于C、P和t不变性的假设保护电荷衰变中的宇称K -介子促使这位华裔美国理论物理学家将π介子转化为两个或三个杨陈宁而且Tsung-Dao李检验宇称守恒本身的实验基础。1956年，他们指出，在所谓的弱相互作用中，没有证据支持宇称不变性。第二年进行的实验确凿地证明，在包括原子核在内的粒子衰变中，宇称不守恒β衰变，通过弱力发生。这些实验还揭示了在这些衰变过程中电荷共轭对称性也被打破了。

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物理与自然法则

然而，弱力既不守恒电荷共轭也不守恒电荷宇称的发现导致了一个定量理论的建立CP是对称的自然的。物理学家推断，如果CP是不变的，那么时间反转T也必须保持不变。1964年，由美国物理学家领导的一个小组进行了进一步的实验詹姆斯·w·克罗宁而且瓦尔·洛格斯登·费奇，证明了电中性k介子(通常通过弱力衰变产生三个π介子)在一小段时间内衰变为两个这样的粒子，从而违反了CP对称性。CP违例意味着T的不守恒，前提是长期持有的CPT定理是有效的。CPT定理，被认为是数学的基本原理之一量子场论，指出在电荷组合作用下，所有相互作用都是不变的动词的词形变化、奇偶校验和时间反转的任意顺序。CPT对称是所有对称的精确对称基本相互作用．

的理论描述亚原子粒子这种力被称为标准模型包含了对CP违反的解释，但是，由于这种现象的影响很小，已经证明很难结论性地证明这种解释是正确的。这种效果的根源在于二者之间的力量薄弱夸克即构成k介子的粒子。弱力似乎不能作用于纯净的夸克状态，由“味道”或者夸克的类型，但是在量子两种夸克的混合物。1972年，日本理论物理学家小林Makoto而且Maskawa Toshihide建议CP违反将是一个固有的如果有六种类型的夸克，粒子物理学标准模型的预测。(2008年，小林和Maskawa被授予诺贝尔奖诺贝尔奖他们发现了对称性破缺的起源，预测了自然界中至少存在三种类型的夸克。他们意识到，对于六种类型的夸克，量子混合将允许非常罕见的衰变，这将违反CP对称性。他们的预言被第三代夸克——底夸克和顶夸克——分别在1977年和1995年的发现所证实。

中性k介子的实验似乎证实了这一点预测的小林- maskawa理论，但影响非常小。CP违例现象预计在粒子衰变中更为突出b介子，其中包含一个底夸克，而不是k介子中的奇夸克。在能够产生大量b介子(比k介子重)的设备上进行的实验正在继续验证这些想法。2010年，位于伊利诺伊州巴达维亚的费米国家加速器实验室的科学家们。，finally detected a slight preference for B-mesons to decay into muons rather than anti-muons.

CP违例具有重要的理论意义。CP对称性的违反使物理学家能够在两者之间做出绝对的区分事而且反物质．物质和反物质之间的区别可能有着深远的意义影响为宇宙学．物理学中一个未解决的理论问题是为什么宇宙主要由物质构成。通过一系列有争议但似乎合理的假设，可以证明所观察到的不平衡或物质-反物质比例的不对称性可能是在CP违例发生后的第一秒内产生的大爆炸剧烈的爆炸被认为导致了宇宙的形成。