vázlat - eötvös loránd universityatomfizika.elte.hu/magreszfiz/torokcsaba_paritassertes.pdfa...
TRANSCRIPT
Vázlat
Bevezetés – szimmetriák
2 Szimmetriák és sérülésük
Tükrözési szimmetriák... …és sérülésük
Paritás (P)
Kombinált töltés- és tértükrözés (CP)
Ősrobbanás, CKM-mátrix, „B-gyárak”
Mi az a szimmetria? A szimmetria – bármily tágan vagy szűken is értelmezzük – egyike azoknak a fogalmaknak, amelyek segítségével a történelem folyamán az emberek igyekeztek a rendet, szépséget és tökéletességet megérteni és megvalósítani. (H. Weyl)
3 Szimmetriák és sérülésük
4
Mi az a szimmetria? A szimmetria gyönyörködteti az emberi elmét; mindenki szereti az olyan mintás tárgyakat, amelyek valamilyen módon szimmetrikusak… de ami minket a szimmetriában leginkább érdekel, az az, hogy magukban az alapvető törvényekben is létezik. (R. P. Feynman)
Szimmetria: egy rendszer valamilyen transzformációval szembeni invarianciája.
csoportelmélet
Szimmetriák és sérülésük
5
Mire jó a szimmetria?
Noether-tétel, 1900-as évek eleje
szimmetria megmaradó mennyiség időbeli eltolás energia térbeli eltolás impulzus
forgatás impulzusmomentum mértéktranszformáció töltés
Szimmetriák és sérülésük
6
Diszkrét szimmetria (tükrözési szimmetria)
töltéstükrözés: C
tértükrözés: P
időtükrözés: T
Szimmetriák és sérülésük
7
Paritás
Szimmetriák és sérülésük
8
– rejtély
tömegük szinte megegyezik
különböző részecskék ??
töltésük is azonos stb. paritásuk NEM azonos
Szimmetriák és sérülésük
Megmarad a paritás a gyenge kölcsönhatás során?
Nem.
Nem!
T. D. Lee C. N. Yang
L. M. Lederman C. S. Wu 9 Szimmetriák és sérülésük
10
Lederman kísérlete
Sérül a P paritás!
Szimmetriák és sérülésük
11
Wu kísérlete
H
Szimmetriák és sérülésük
Szimmetriák és sérülésük 12
Wu kísérlete
13
Sokszorosan igazolt
(W. Pauli)
„Nem tudom elhinni, hogy Isten balkezes!”
Szimmetriák és sérülésük
14
Müonspin Spektroszkópia Mi az? …
A μSR-módszer alapja: a pozitív pion polarizált müonra bomlik: a müon bomlásánál keletkező po-zitron pedig elsősorban a müon polarizációs irá-nyában lép ki, precesz-sziós frekvenciája a mág-neses tér erősségével arányos.
Szimmetriák és sérülésük
15
Müonspin Spektroszkópia … és hol használják?
mágneses mező tanulmányozására – anyagban
London behatolási mélység meghatározása
müonium = müon + elektron
Szimmetriák és sérülésük
16
Vissza a szimmetriákhoz
ha P sérül C is sérül
…de CP megmarad!
Szimmetriák és sérülésük
Kiderült (Lee, Oehme, Yang), hogy:
17
CP-sértés
gyorsan bomlik (short-lived)
lassan bomlik (long-lived)
K0 és anti-K0
Szimmetriák és sérülésük
J. W. Cronin V. L. Fitch
18
CP-sértés
Szimmetriák és sérülésük
19
CP-sértés CP sajátállapotok ≠ tömeg sajátállapotok
Szimmetriák és sérülésük
20
A. Sakharov anyag – antianyag
szimmetria
CP - sértés
ma: anyagból van több.
Ősrobbanás és a CP-sértés
?
Szimmetriák és sérülésük
21
Miért van CP-sértés?
Magyarázat:
N. Cabibbo
M. Kobayashi T. Maskawa
CKM mátrix, 3 család – 1972
Szimmetriák és sérülésük
tau-lepton – 1975
22
CKM-mátrix Cabibbo–Kobayashi–Maskawa mátrix
CP-sértés oka: komplex fázis a CKM-mátrix elemeiben
Szimmetriák és sérülésük
23
„B-gyárak”
KEK, Japán
SLAC, USA
2001, CP-sértés B-mezonok bomlásánál.
Szimmetriák és sérülésük
24
Köszönöm a figyelmet!
Szimmetriák és sérülésük
Szimmetriák és sérülésük 25
Szimmetriák és sérülésük 26
Backup slides
27 Szimmetriák és sérülésük
Szimmetriák és sérülésük 28
Pingvin – gráf
This doodle pad was used by T.D. Lee during talks with C.N. Yang, while both were visiting scientists at Brookhaven in the summer of 1956. These discussions led to questioning the conservation of parity in weak interactions and resulted in their being awarded the Nobel Prize in 1957.
Parity Violation In 1957, two scientists who had worked as guest scientists at Brookhaven during the summer of 1956 received the Nobel Prize in physics for radically questioning one of physics' basic tenets. T. D. Lee, of Columbia University, and C. N. Yang, then of Brookhaven, interpreted results of particle decay experiments at Brookhaven'sCosmotron particle accelerator and discovered that the fundamental and supposedly absolute law of parity conservation had been violated. Their studies concerned two particles, the tau and the theta, which had the same masses, lifetimes and scattering behaviors, but which decayed differently in experiments at the Cosmotron. Because of this, the law of parity conservation required that these otherwise similar particles be considered different from one another. Lee and Yang suggested experiments that showed that the weak interaction of radioactive decay could indeed violate parity conservation. When the experiments were later successfully completed, the puzzle of the two particles was solved -- they could be the same. T.D. Lee is now the Director of the RIKEN BNL Research Center at Brookhaven.
29 Szimmetriák és sérülésük
30 Szimmetriák és sérülésük
31 Szimmetriák és sérülésük
Szimmetriák és sérülésük 32
Szimmetriák és sérülésük 33
34 Szimmetriák és sérülésük
Prompted by the realization of T D Lee and C N Yang that there was no experimental evidence that weak interactions conserved parity, C S Wu and collaborators discovered in 1957 that weak interactions do not conserve parity in the radioactive decay of cobalt-60. A stunning development was that weak interactions depend on the specific "handedness" of particles. In modern terms, this is because the charged W carrier particle only couples left-handedly.
Szimmetriák és sérülésük 35
Helicitás
Szimmetriák és sérülésük 36
Szimmetriák és sérülésük 37
Szimmetriák és sérülésük 38
CP – sértés CP sajátállapotok ≠ tömeg sajátállapotok
39 Szimmetriák és sérülésük
Szimmetriák és sérülésük 40
Antiproton lassító
Szimmetriák és sérülésük 41
42
Köszönöm a figyelmet!
Szimmetriák és sérülésük
Hát .. jó.. de CPT megmarad! (?)