CP-Invarianz

CP-Invarianz,

 

CP-Symmetrie, auch PC-Invarianz, im Anschluss an die Entdeckung der Nichterhaltung der Parität postuliertes Symmetrieprinzip der Physik, nach dem bei allen Wechselwirkungen in mikrophysikalischen Systemen die Gleichungen und Gesetze zur Beschreibung der in ihnen ablaufenden physikalischen Vorgänge unverändert bleiben, wenn neben einer Raumspiegelung (Paritätstransformation P ) alle Teilchen durch ihre Antiteilchen ersetzt werden, d. h. eine Ladungskonjugation C vorgenommen wird. Mit einer Ausnahme zeigen alle bisher daraufhin untersuchten atomaren und subatomaren Naturvorgänge die CP-I., die nach dem CPT-Theorem aus der Invarianz gegenüber Zeitumkehr (T-Invarianz) folgt. 1964 konnten J. Christenson, J. W. Cronin, V. L. Fitch und R. Turlay durch Untersuchung des Zerfalls von langlebigen, neutralen K⁰_L-Mesonen in Pionen zeigen, dass die schwache Wechselwirkung keine CP-I. besitzt. Neben dem »erlaubten« Zerfall des Mesons in drei Pionen (K⁰_L → π⁺ + π^- + π⁰) wurde auch in etwa 2 · 10^-3 aller Fälle der bei CP-I. »verbotene« Zerfall K⁰_L → π⁺ + π^- beobachtet. Infolge des CPT-Theorems ist diese Verletzung der CP-I. äquivalent zu einer Verletzung der Invarianz gegenüber Zeitumkehr, d. h., nicht jeder physikalische Prozess ist dem im zeitlichen Ablauf umgekehrt verlaufenden Prozess gleichwertig. Nach diesen und daran anschließenden Experimenten ist sicher, dass die sich im Zerfall des K⁰_L-Mesons manifestierende schwache Wechselwirkung keine Invarianz gegenüber den diskreten Symmetrieoperationen C, P, T und CP besitzt.