Большая Советская энциклопедия II

ЧЁТНОСТЬ

квантовомеханическая характеристика состояния физической микрочастицы (молекулы, атома, атомного ядра, элементарной частицы), отображающая свойства симметрии этой микрочастицы относительно зеркальных отражений. В процессах, обусловленных сильными взаимодействиями (См. Сильные взаимодействия) и электромагнитными взаимодействиями (См. Электромагнитные взаимодействия), имеет место закон сохранения Ч.: физическая система, обладавшая в начальном состоянии зеркальной симметрией определённого типа, сохраняет эту симметрию во все последующие моменты времени. Сохранение Ч. приводит к ряду отбора правил (См. Отбора правила) в электромагнитном излучении атомов и атомных ядер, в ядерных реакциях и в реакциях взаимопревращений элементарных частиц.
Закон сохранения Ч. можно продемонстрировать на примере Зеемана эффекта. При наложении магнитного поля интенсивность излучения отдельных спектральных линий остаётся симметричной относительно плоскости, перпендикулярной полю, хотя и перестаёт быть одинаковой во всех направлениях. Излучение вдоль поля такое же, как и в противоположном направлении. Если представить себе установку для наблюдения эффекта Зеемана в виде кругового проводника с током и с образцом, помещенным в центре круга, то зеркальная симметрия этой установки становится очевидной, но лишь при условии, что все элементарные частицы, из которых состоит установка, обладают зеркальной симметрией. Т. о., закон сохранения Ч. основывается на допущении, что электроны, протоны и другие частицы переходят в себя при зеркальном отражении.
Вместо зеркальной симметрии относительно плоскости удобнее рассматривать операцию инверсии координатных осей,r→—r(илих→—х,у→—у,z→—z) (см.Пространственная инверсия).
Законом сохранения Ч. определяются трансформационные свойства физических величин при инверсии координатных осей. Так, из допущения о том, что заряженная частица, например электрон, при инверсии переходит сама в себя, следует, что электрический зарядqесть скаляр, плотность токаjи напряжённость электрического поляЕ —истинные (полярные) векторы, а напряжённость магнитного поляН —аксиальный вектор (псевдовектор):q→q',j→ —j',Е→ —Е',Н→Н'.
В слабых взаимодействиях (См. Слабые взаимодействия), обусловливающих, в частности, Бета-распадядер, закон сохранения Ч. нарушается. Такое нарушение было предсказано в 1956 Ли Цзун-дао и Ян Чжэнь-нином и подтверждено экспериментально в 1957 Ву Цзянь-сюн с сотрудниками в β-распаде ядер, а также американскими физиками Л. Ледерманом, Р. Гарвином и др. в распаде мюона (См. Мюоны). Ч. не сохраняется также в распадах заряженных пи-мезонов (См. Пи-мезоны),К-мезонов (См. К-мезоны) и гиперонов (См. Гипероны).Советскими физиками Ю. Г. Абовым и др., а также В. М. Лобашёвым обнаружено слабое несохранение Ч. при нуклон-нуклонных взаимодействиях.
Нарис.изображена принципиальная схема опыта Ву. Образец, содержащий радиоактивный изотоп60Co, помещен в магнитное полеНкругового тока. ПолеНориентирует вдоль поля сравнительно большие по величине магнитные моменты ядер60Со. Маленькой стрелкой указано направление скоростей электронов внутри проводника. Как и в эффекте Зеемана, вся система зеркально симметрична относительно плоскости, в которой течёт круговой ток. При выполнении закона сохранения Ч. интенсивность излучения электронов (е―) при электронном (β-распаде должна быть одинаковой по обе стороны этой плоскости. В эксперименте же наблюдалась резкая асимметрия: по одну сторону плоскости испускалось на 40% больше электронов, чем по другую. Из опыта Ву следует, что напряжённость магнитного поля не аксиальный, а полярный вектор. Это не противоречит уравнениям электродинамики, если одновременно принять, что плотность тока и напряжённость электрического поля — аксиальные векторы, а электрический заряд — псевдоскаляр. Псевдоскалярность заряда означает, что при зеркальном отражении электроны переходят в позитроны (е+) и вообще все частицы — в соответствующие Античастицы. Возможность такой трактовки отражений была указана американскими учёными Э. Вигнером, Г. Виком и А. Уайтменом ещё в 1952. Зеркальное отражение, сопровождающееся заменой всех частиц на античастицы, Л. Д. Ландау назвал комбинированной инверсией (См. Комбинированная инверсия). Допущение о симметрии законов природы относительно комбинированной инверсии выражается законом сохранения комбинированной чётности. При замене закона сохранения Ч. на закон сохранения комбинированной Ч. схема опыта Ву перестаёт быть зеркально симметричной, т.к. зеркальным отображением этого опыта (рис.) будет позитронный бета-распад ядра антикобальта,
(состоящего из антипротонов и антинейтронов), в магнитном поле кругового тока позитронов. Т. к. заряд позитрона положителен, то при том же направлении движения носителей заряда знак тока изменится, что приведёт и к изменению знака магнитного поля (Н’).
Т. о., закон сохранения Ч. является приближённым, справедливым лишь в пренебрежении слабыми взаимодействиями. С такой же точностью справедлива традиционная трактовка (Н —аксиальный вектор и т.д.) трансформационных свойств электромагнитных величин относительно инверсии координатных осей.
В квантовой теории Ч. состояния системы изnчастиц определяется как собственное значение (См. Собственные значения) оператора инверсииР.Действие оператораРна вектор состояния Ψ (p1,...,pn) состоит в изменении знаков импульсовpiчастиц и в умножении на произведение П1... Пnвнутренних чётностей частиц. Внутренняя Ч. — неотъемлемое свойство частицы и равна либо +1, либо —1. Частицы, для которых Пк= 1, называются чётными, а частицы, у которых Пк= —1, — нечётными. Внутренняя Ч. пи-мезонов отрицательна. Внутренние Ч. античастиц с полуцелым Спином противоположны Ч. соответствующих частиц. ОператорРне действует на проекции спинов и на заряды. Собственные значения оператораРравны ± 1. Состояния сР =1 называются чётными, а сР= —1 — нечётными.
Из определения Ч. вытекают правила для установления Ч. физических систем из нескольких частиц: 1) Ч. системыnчастиц с орбитальными моментами
...,
равна
П1... Пn
(здесьη —постоянная Планка,li—целые числа); 2) Ч. П12сложной системы, состоящей из двух подсистем с Ч. соответственно П1, П2, равна П12= П1П2(—1)L, где—орбитальный момент относительного движения подсистем.
У квантов электромагнитного поля не существует ни внутренней Ч., ни орбитального момента. Ч. кванта электромагнитного излучения (фотона) определяется его мультипольностью (см. Мультиполь).Ч. электрического 2l-поля равна (—1)l, а Ч. магнитного 2l-поля равна (—1)l+1.Поэтому Ч. физ. системы сохраняется при испускании или поглощении электрического мультипольного кванта с чётнымlили магнитного мультипольного кванта с нечётнымlи изменяется на противоположную при испускании или поглощении электрического (магнитного) мультипольного кванта с нечётным (чётным)l.Правила отбора по Ч. при электромагнитном излучении атомов и ядер возникают за счёт того, что при одинаковой мультипольности и прочих равных условиях магнитное излучение значительно слабее электрического. Отношение вероятностей магнитного и электрических излучений имеет порядок (2πR/λ)2, гдеR —линейный размер излучателя, λ—длина волны излучаемого кванта. Это отношение и для ядер, и для атомов, как правило, значительно меньше единицы, так что правила отбора по Ч. проявляются достаточно резко.
Закон сохранения Ч. (называемый такжеР-инвариантностью) формулируется как сохранение величиныРпри сильных и электромагнитных взаимодействиях.
Понятие внутренней Ч. частицы, а тем самым и Ч. состояния, содержит некоторую степень неоднозначности, связанную с невозможностью сравнить между собой Ч. состояний, различающихся значениями хотя бы одного из сохраняющихся зарядов — электрического, барионного и др. Поэтому, в частности, Ч. вакуумного состояния, Ч. протона, нейтрона, электрона произвольны и могут быть выбраны положительными. Но уже, например, Ч. пи-мезона, позитрона, антипротона станут при таком выборе строго определёнными (отрицательными).
С понятием Ч. тесно связан фундаментальный вопрос о симметрии реального пространства относительно зеркальных отражений. Методами теории групп доказывается, что если пространство обладает зеркальной симметрией, то должны строго выполняться либо закон сохранения Ч., либо инвариантность при комбинированной инверсии. Экспериментально установлено нарушение обоих этих законов при слабых взаимодействиях. Поэтому есть основание считать, что либо пространство не обладает симметрией между правым и левым, либо эта симметрия нарушается в определённых типах взаимодействий (например, приводящих к распаду т. н. долгоживущего нейтрального К-мезона,
Лит.:Ли Ц., Ву Ц., Слабые взаимодействия, пер. с англ., М., 1968; Широков Ю. М., Юдин Н. П., Ядерная физика, М., 1972; Ли Цзун-дао, Янг Чжэнь-нин, в сборнике: Новые свойства симметрии элементарных частиц, пер. с англ., М., 1957, с. 13; Ву Цзянь-сюн [и др.], там же, с. 69; Гарвин Р., Ледерман Л., Вейнрих М., там же, с. 75; Abov Yu. G. et al, «Physics Letters», 1968, v. 27B, № 1, p. 16; Лобашов В. М., «Вестник АН СССР», 1969, № 2, с, 58; Вигнер Е., «Успехи физических наук», 1958, т. 65, в. 2, с. 257; Wick G., Wightman A., Wigner Е., «Physical Review», 1952, v. 88, p. 101; Ландау Л. Д., «Журнал экспериментальной и теоретической физики», 1957, т. 32, в. 2, с. 405; Широков Ю. М., там же, 1958, т. 34, в. 3, с. 717; его же, там же, 1960, т. 38, в. 1, с. 140.
Ю. М. Широков.
К ст.Чётность.

  1. четность—ж. мат. parit Итальянорусский словарь....Большой итальяно-русский и русско-итальянский словарь
  2. четность—сущ. жен. рода только ед. ч....Большой русско-украинский словарь
  3. четность—ЧЕТНОСТЬ квантовое число характеризующее симметрию волновой функции физической системы или элементарной частицы при некоторых дискретных преобразованиях если при таком пр...Большой энциклопедический словарь III
  4. четность—ЧЕТНОСТЬ квантовое число характеризующее симметрию волновой функции физической системы или элементарной частицы при некоторых дискретных преобразованиях если при таком п...Большой Энциклопедический словарь V
  5. чётность—квантовое число характеризующее симметрию волновой функции ф физ. системы или элементарной частицы при некрых дискретных преобразованиях если при таком преобразовании у н...Естествознание. Энциклопедический словарь
  6. чётность—и ж.em Свойство по знач. прил.em четный.Четность чисел. Четность изотопов....Малый академический словарь
  7. четность—Начальная форма Четность винительный падеж единственное число женский род неодушевленное...Морфологический разбор существительных
  8. чётность—Начальная форма Чтность винительный падеж слово обычно не имеет множественного числа единственное число женский род неодушевленное...Морфологический разбор существительных
  9. четность—ЧЕТНОСТЬstrong обозначение Р в физике термин используемый для обозначения симметрии отражения пространства. Принцип сохранения четности гласит что физические законы в ле...Научно-технический энциклопедический словарь
  10. четность—чтность ж. Отвлеч. сущ. по знач. прил. чтный ....Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
  11. четность—чтность чтность и...Орфографический словарь
  12. четность—жптылы...Орысша-қазақша «Көлік және қатынас жолдары» терминологиялық сөздік
  13. четность—жпты...Орысша-қазақша «Математика» терминологиялық сөздік
  14. четность—жптылы...Орысша-қазақша «Электроника, радиотехника және байланыс» терминологиялық сөздік
  15. чётность—parit...Политехнический русско-французский словарь
  16. чётность—чтность чтности чтности чтностей чтности чтностям чтность чтности чтностью чтностями чтности чтностях...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
  17. чётность—Орфографическая запись слова чтность Ударение в слове чтность Деление слова на слоги перенос слова чтность Фонетическая транскрипция слова чтность [однаст] Характеристик...Полный фонетический разбор слов
  18. чётность—чтность и...Русский орфографический словарь
  19. чётность—Ж ctlk....Русско-азербайджанский словарь
  20. четность—parity чтность ж.u .strong мат.u evenness property of being even .strong в квантовой механике parityсохранять чтность conserve parityвнутренняя чтность intrinsic parit...Русско-английский политехнический словарь
  21. чётность—f.parity property of being even evenness внутренняя чтность intrinsic parity...Русско-английский словарь математических терминов
  22. чётность—ж. яф parity мат.u evenness аномальная чтность внутренняя чтность временная чтность зарядовая чтность зарядовосопряжнная чтность изотопическая чтность комбинированная чтн...Русско-английский словарь по физике
  23. четность—odd parity parity parity...Русско-английский словарь по электронике
  24. четность—parity внутренняя четность отрицательная четность положительная четность проверка на четность сохранять четность четность состояниязащита кода на четность parity check o...Русско-английский технический словарь
  25. четность—parity...Русско-английский толковый словарь терминов по информатике
  26. чётность—Цотнасць...Русско-белорусский словарь
  27. чётность—цотнасць жен.i...Русско-белорусский словарь II
  28. чётность—цоuтнасць ц чтность внутренняя чтность отрицательная...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
  29. чётность—цотнасць ц...Русско-белорусский физико-математический словарь
  30. чётность—чтность...Русско-ивритский словарь
  31. чётность—ж. матем. parit f внутренняя чтность...Русско-итальянский политехнический словарь
  32. четность—жпты...Русско-казахский словарь
  33. четность—...Русско-китайский словарь
  34. четность—Geradzahligkeit Paarigkeit Paritt...Русско-немецкий политехнический словарь
  35. четность—parzysto...Русско-польский словарь
  36. чётность—чтность уфт...Русско-таджикский словарь
  37. чётность—ж плек...Русско-татарский словарь
  38. чётность—матем. физ. парнсть ност одинаковая чтность...Русско-украинский политехнический словарь
  39. четность—parit...Русско-французский словарь по химии
  40. четность—parita sudost etnost...Русско-чешский словарь
  41. чётность—чтность сущ. колво синонимов четность Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. ....Словарь синонимов II
  42. четность—четность сущ. колво синонимов чтность Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. ....Словарь синонимов II
  43. четность—ЧЕТНОСТЬ квантовое число характеризующее симметрию волновой функции физической системы или элементарной частицы при некоторых дискретных преобразованиях если при таком пр...Современный энциклопедический словарь
  44. четность—ЧЕТНОСТЬ ж. см. чтный ....Толковый словарь русского языка
  45. чётность—Безударные гласные в слове чтность...Ударение и правописание
  46. чётность—Rzeczownik чтность f parzysto f...Универсальный русско-польский словарь
  47. четность—квантовомеханич. харка состояния микрочастицы молекулы атома ат. ядра элем. чцы отображающая свва симметрии волн. фции этой чцы относительно зерк. отражений пространствен...Физическая энциклопедия
  48. чётность—чтность чтности чтности чтностей чтности чтностям чтность чтности чтностью чтностями чтности чтностях Источник Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку ....Формы слова
  49. четность—Счет Стон Стечь Стен Сочень Соч Соте Сонет Сон Сечь Сеть Сет Сент Сено Очес Очень Тент Отчет Тень Тес Тесно Тест Тесто Тесть Течь Тон Честно Отсчет Ось Ость Нто Ность Чес...Электронный словарь анаграмм русского языка
  50. четность—ЧЕТНОСТЬ квантовое число характеризующее симметрию волновой функции физической системы или элементарной частицы при некоторых дискретных преобразованиях если при таком п...Энциклопедический словарь естествознания