研究

数量:8 (2)DOI: 10.37532 / 2320 - 6756.2020.8 .189 (2)

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相关的生产和在空间反演不变性

*通信:

斯皮策R
独立的物理学家,IME伯克利分校CA 94709 - 9061,邮政信箱10061,美国
电子邮件:richard.spitzer@att.net

文摘

提出了一个理论来解释有效性的领域的平等相关的生产和宇称守恒观察强子过程的物理身份。理论占一个对称的两个现象截然不同的表现,反演不变性在空间,“P”,孤独。其所提供的实验测试过程禁止陌生但P所允许的不变性;给出具体的例子。已经记录数据的分析可以揭示他们的存在。方面的理论是完全结构化symmetry-based dynamics-independent概念,定义特征的代数量子场理论。它是制定的一组本地化过程以及它们之间的关系,确定不同强子状态的相对阶段P 2相同的电荷和重子数。观察的过程将建立相关生产不同的这样的相对相位值的结果,而不需要额外的量子数。强子相互作用体现的可约表示orthochronous庞加莱群描述交互系统。一个基本的操作原则是制定。

关键字

动力学独立;平价superselection;代数量子场理论;Orthochronous庞加莱群

缩写

AQFT:代数量子场理论;功能:Orthochronous庞加莱群;所以:P²兼容可见

介绍

在五十年前我提出有效性的领域相关的生产和宇称守恒观察强子过程身体都是平等的,因为他们是相同的;即一个对称,不变性在空间反演P,解释了两组现象(1]。

目前接受的观点涉及两个concepts-strangeness和平价占两个无关的现象和未能占两个领域的平等。根据这一观点,认为操作的加法守恒的量子number-strangeness-in所有parity-conserving强子过程呈现的相对内在平价强子相同的电荷和重子数但是不同的奇异性是不确定的,也就是说,公约的问题而不是实验。

本文提出的理论的基本观点是这些相对内在平价定,即实验而不是惯例,正好相反的当前视图。指定的理论通过实验可决定的平价那规定强子现象的特征:(i)相关的生产,和(2)同时打破与不变性在纯粹的空间反演强子衰变。

我最初提出的物理实现身份的parity-conserving non-minimal电磁耦合的中性K介子,强子的相对内在平价决定这样P不变性要求他们成对出现1]。尽管这种交互实现其预期目标减少一部分领域的平等的有效性相关的生产和宇称守恒在强子过程中身体的身份——允许一个类强大的流程等

(1)

新粒子的K‾Σ⁺将成对出现,但没有观察到。

弥补这个缺点本文通过指定流程确定强子平价值帐户完全对相关产品的基础上P不变性独自一人,不引入额外的量子数。

提出的理论是完全结构化的symmetry-based dynamics-independent概念,构成一个特征代数量子场理论(AQFT)。本节的其余部分概述了这些概念之间的关系,论文的组织。

动力学的独立性体现在几个不同的角色。它背后的物理身份的基本前提的起源相关的生产和P不变性。这个理论是制定一组局部可见,一组parity-conserving强子流程;地点同样是AQFT的核心功能。的方法确定相对强子平价也是动态独立,也是必要的后果这些平价。

综述了当前视图相关的关于生产。2。平等的基本原理的解释观察到的域的有效性相关的生产和宇称守恒的表现他们的物理身份。3的基础上开发的现有的经验证据。

的方法确定内在平价的dynamics-independent可见追踪在教派。4在的情况下使用绝对π⁰奇偶性(2]。这种方法被扩展来确定相对平价的强子相同的电荷和重子数。这些平价。5所示强子州划分为集区分可以测定的程度不同阶段e的值^{2 iα}双空间反演P²= e^{2 iα}我,我是标识符,我| > = | >;这些集称为parity-distinct行业。

提出的过程,决定了强子平价在教派中指定。6。这些过程包括禁止的陌生但允许用乘法守恒的量子数。他们提供的实验测试理论。他们可能已经出现在记录数据。选择这样的识别过程。提议的过程是一致的稳定Ω)强烈的衰减。

之间的基本区别方法占相关生产——缺乏强有力的强子过程保护重子和电荷的基础——parity-distinct领域,基于奇异性。7所示与测量的作用在决定国家的性质。强子相互作用在dynamics-independent配方教派所示。8来实现可约orthochronous庞加莱群的表示。

需要dynamics-independent parity-distinct行业的存在后果:两个互斥symmetry-generated限制可能的测量涉及国家的本质上不同的相位值e^{2 iα}。这两个dynamics-independent限制可能的测量由parity-distinct行业表现在不同的物理现象3]。总结了这些教派。9日,连同他们的相关性基本强子现象的解释。限制与教派之一。10到相关的生产;其他教派。11日,在纯粹的强子衰变宇称不守恒,等

Σ→N +π(2)

K→2π(3)

这一事实提出的物理身份相关的生产和不变性的起源在空间反演是完全基于dynamics-independent考虑建议操作的基本原则。这个原则是制定在教派。12。

总结了理论和结论。13。

Background-Present视图相关的生产和相关现象

目前接受的观点对于强相互作用的粒子超过60年前发现了在这一节中。这提供了提出的理论和经验背景识别的本质的出发点从当前视图。

的实验最初决定这些粒子的性质,区分他们从π介子和原子核质量,对于一些重子,还他们的电荷。这些属性是由测量,如射程能量核乳剂的追踪关系,独立于任何概念引入占这些粒子的异常行为产生的过程。

这种行为不同于π介子和原子核在几个方面。(一)不是由电荷和重子保护所有进程允许观察。他们生产的双从π介子的核子在非常短的时间尺度过程等

π+ N→K⁺+ B (4)

B是一个重子其他核子。(b)的特定kaon-baryon组合对,如(1)、和过程没有发现新粒子单独出现的;这两个方面的行为统称为相关生产。(c)成对出现了衰减,如(2)和(3),发生在一个长时间表。

几个假设是现象学水平来解释这种行为。(我)一个新的量子数是假定被要求解释观察到的现象。(2)这个量子数加法守恒认为是在强大的过程。(3)其价值观提出了单粒子态,占生产有关。(iv)占衰减抑制相对于生产,这个量子数是认为不会在衰变是守恒的。这些假设是体现在奇异性分类方案,将基本差异归因于这些粒子相对于陌生年代π介子和核子和分配值,允许特定的电荷和kaon-baryon对生产过程中观察到但禁止未被注意的对,即占(a)、(b)和(c);具体来说,S = 0到π介子的核子,K和S = + 1⁺Σ和K和S = 1^{- - - - - -}。应该注意的几个点。

首先,(i),仅考虑基于不变性在空间反演本文所示来解释观察到的现象不引入一个新的量子数。观察这些反应预测的这些考虑所禁止的奇异性保护,例如那些教派中指定。6.1,将呈现分析的假设(2)守恒的量子数管理这些现象是站不住脚的。

其次,重要的是要认识到明显不同的行为核子和另一个重子多胎是不超过一个工件的核子的状态lowest-mass重子多重态。如果lowest-mass多重态的任何其他人,如Σ三个一组,然后核子紧身上衣会首次出现在双等强相互作用(Σ,π→N, K),和常态Σ出现单独的极化子(Σ等反应⁺,π‾→Σ⁰,π⁰),与实际的(p,π‾→n,π⁰)。这种Σ反应实际上是允许的陌生感;他们没有被调查的实际困难准备一个初始状态两种不稳定的粒子组成。重的配对重子多重态与k中介子因此不是从核子区分它的基本特征。相反,基本特征是两种不同的重子的外观与k中介子。然而,如教派。5所示,实现相关的生产和不变性的物理身份在强子流程并呈现k中介子空间反演不同从根本上从介子。

第三,作业S =(0, 0)和S = (1 + 1) (K⁺,Σ^{- - - - - -})都是符合确实发生的过程。它们之间的选择是由要求年代占没有未被注意的过程。这是一个独立的假设,而不是测量。它详细教派。7日,因此,从根本上不同于该方法的确定这些粒子的量子数,不调用这样的流程。

第四,与(c)和(iv),这在当时被认为陌生了,绝对平价是守恒的。这种方法因此假定两个截然不同的对称性与两个不同的域保护有效性的两个服务员量子数:陌生,一个添加剂量子数守恒的只有在强和电磁过程;平价,乘法量子数守恒的过程。域的奇异性保护的有效性从而推定是小于宇称守恒。这是重要的后续实验的发展。

一块关键的附加经验信息随后提供的宇称不守恒的发现等衰变(2),在这陌生的保护已经被从一开始就违背了。这一结果表明,最初被认为是两个不同的领域恰好有效性。有效性的观察域空间反演在强子进程下的不变性是减少到以前以为域的奇异性保护的有效性。然而,这两个构造是不同的和无关的概念上。有效性的平等的领域仍然是一个未加解释的经验事实在当前视图。

问题成为账户不仅对(I)事实上,并不是所有强大的流程所允许电荷和重子保护观察也为(2)相关的生产和宇称守恒的同时打破这些粒子的衰变。

的具体经验符合这两个领域提出了一个难题,因为他们的操作定义是非常不同的。解决这个难题我最初提议1在下一节中进行了总结。

物理起源的身份相关的生产和宇称守恒

提出的难题有效性的实证领域的平等相关的生产和宇称守恒在强大的过程中,所体现的同时打破两个域的强子衰变,直接类似于数值发现平等的惯性和引力质量牛顿引力:两个不同的操作定义的物理性质的行为经验。解决这个难题在重力体现在等效原理,根据这两个质量相等,因为他们身体上是相同的。

在我看来,平等的理由解释有效性的领域相关的生产和宇称守恒强大的过程中表现的物理身份一样令人信服的解释惯性和引力质量的数值平等牛顿引力的物理身份。之间的类比经验拼图在牛顿引力强大的流程和扩展其决议摘要:有效性的领域相关的生产和宇称守恒在强大的过程中都是平等的,因为他们是身体完全相同(1]。两个领域的平等是占了一个对称的操作:在空间反演不变性。

意识到这个物理身份,内在平价必须确定实验值等,禁止未被注意的过程的基础上,这些值,不引入额外的量子数。

背景内在平价

确定内在平价理论的传统方法是指定交互空间反演P下是不变的只有具体确定的值。这个方法可以账户完全相关生产下的不变性的基础上单独空间反演,即不引入额外的量子数。然而,相关的交互也预测方差与现有数据强大的过程。

另一种方法来确定内在平价是指定一个组可见。这种方法,虽然比传统的一个不太熟悉的,是更基本的,因为它是动力学独立。它是先进的70年前确定π⁰平价的相关性两个光子的极化在π⁰衰变(2]。因为困难提出的这种相关性的度量,π⁰奇偶校验,

η(π⁰)= 1 (5)

实际上是决定实验的吗dynamics-dependent分析过程中衰减光子在内部转换(4]。

的历史π的决心⁰平价突出区分国际患者安全分类的概念性框架的重要性dynamics-independent平价决心和确定这些平价实验的实际问题。这种区别是教派的分析更重要。5的测定相对平价的强子具有相同电荷和重子数比π的情况下⁰。

dynamics-independent方法避免了冲突与现有数据解释相关的生产单靠内在的平价,似乎固有dynamics-dependent方法。

因为现有的经验限制的可测性埃尔米特运营商连接强子不同的电荷或重子数(经验电荷和重子superselection),强子物理意义的内在平价只有相对于另一个强子的相同的电荷和重子数。

据我所知,自旋的区分问题内在平价——½粒子实验是由费米首先提出的一次会议上,他组织了一个独立的会话用于自旋的内在平价——½字段(5]。费米的任意性也提出了这个问题的平价自旋-½粒子:“e^iαα真实但任意”。维格纳认为:“这是完全允许的……但是没有物理意义。”

根据怀特曼(6),讨论由费米是触发器的原始论文superselection [7]。目前主流的观点认为,绝对内在平价的自旋-½粒子,以及与不同的电荷,粒子的相对平价重子数或陌生的约定。

我的观点本质上不同于流行的一个,提出物理身份相关的生产和宇称守恒的起源是基于相对平价的任意两个强子的命题与相同的电荷和重子数州,目前被认为是杰出的,不同的陌生,可衡量的。

限制测量的绝对内在平价charged-meson或任何重子状态阶段e表达的语句^{2 iα}P²,如。

(6)

是一种公约;即它可以被任何允许的相变个人重子或带电介子。

然而,实验证实strangeness-forbidden过程提出了教派。5将建立两个州的相对内在平价η是决定性的;如。

也就是这相对阶段是然后不一个会议的问题不能被删除。

的相对平价的强子相同的电荷和重子数将不仅建立物理意义,但假设一个加法守恒的量子数控制强大的进程会因此呈现是站不住脚的。

Parity-Distinct强子行业

实现的物理身份我提出1]相关的生产和宇称守恒强子的起源过程根植于两种不同的不变性双重空间反演下P²:确定相对P²强子州值相同的电荷和重子数由一组局部可见,和后果这些值。两者都是独立于系统的动态结构。

配方的粒子的相互作用的一组局部可见和它们之间的关系是代数的基础量子场理论(AQFT) [8]。在这种方法中,代数之间的关系可见承担所发挥的主要作用Hamiltonian-generated运动方程在量子场论的传统配方。

物理身份提出的粒子的相互作用,导致制定的一系列过程和他们的关系。锚的基本过程相对强子平价。5.2中指定的流程集确定P的相对价值²强子的相同的电荷和重子数在教派中指定。5.3。我认为一个可见的代数基础这组过程。

这些本质上不同的P值不同的后果²和他们的意义可见强子过程检查教派,9 - 11。

行业产生的双空间反演

中央制定的物理身份强子现象的概念行业:本质上不同的值集州著名的阶段,运营商在这些国家阶段的希尔伯特空间H倍数的身份7]。

5.1.1 Parity-distinct部门:Dynamics-independent P²不变性是对一组流程在本节中直接确定截然不同的相对平价强子状态相同的电荷和重子数。结果为个体过程相结合,证明这些强子状态的空间H分割成行业区分明显不同阶段e的相对价值^{2 iα}P²= e^{2 iα}这些将被称为平价截然不同。强子物质的相对平价状态的会议根据奇异性,例如n > |和|Σ⁰>,是本质上不同的e值相应的操作特点^{2 iα}。

Parity-distinct部门把埃尔米特运营商的设置一个H分成两个互斥的子集:运营商与非零的矩阵元素P的连接只有国家相同的值²(子集₁),互补的一个子集₂= -₁,非零的矩阵元素连接只有parity-distinct行业。部门只包含的元素₁将被称为平价连贯。测量的元素₁将被称为兼容在空间反演不变性。的元素₂将称为潜在可见,这些元素没有被观察到在所有对称性产生截然不同的领域。测量的一个元素₂潜在的可观察到的转换成实际的观测(3]。

总的来说,parity-distinct领域,特定的相对的P值²这些行业,带来的后果之间的关系这些值的产品配方的理论中扮演决定性的角色。

5.1.2相对部门校验:它是方便的定义奇偶校验签名两个州| > | b >重子数和相同的电荷作为内在平价的平方的比值,

(8)

其泛化多粒子状态。

(8 b)

州e2iα的相同值的奇偶校验签名是团结,

η_年代(a, b) = + 1 (8 c)

流程兼容P不变性只能连接状态与e的值相同^{2 iα}。

州parity-distinct领域,平价签名

η_年代(a, b)≠+ 1 (9)

将被称为相关部门的平价。

平价的中性介子

Dynamics-independent测定强子平价是中性介子的锚定。后者遵循从dynamics-independent原则上考虑已知的π⁰衰变和两个假设的过程:

其中N是一个核子。过程(11)被禁止additively-conserved量子数。

的π⁰奇偶校验是由(Eqn。5)。K⁰和平价遵循的考虑相对轨道平价(l_我,我_f)的初始状态和最终状态(Eqn。11)。4 k中介子的轨道平价的最后状态(Eqn。11)必须均匀,其中任意两个波函数的交换必须是对称的。因此,K的产物⁰平价是给定的

(12)

与根据π轨道平价的⁰相对于核子的是一样的(相反的)的相对轨道平价4 k中介子核子。

(12)的解决方案

(13)

和

(13)

解决方案(Eqn。13 b), (l_我,我_f)= 1,由两个可见的子集,其中一个是受平价superselection而另一个不是。所以parity-conserving过程与此解决方案集不能,因此,是可见的特点是一个代数。该解决方案将不会进一步考虑。

一组这样的可见可以表现为一个可见的代数解决方案(Eqn 13),作为整个组独特的平价superselection。这个解决方案需要(lf),必须是积极的,在原则上可以被测试。确定k中介子平价的过程(Eqn。11)可能是困难的,但这并没有影响他们的理论的作用。详细在教派。4、实际困难的dynamics-independentπ的决心⁰平价dynamics-dependent分析导致其决心的一个相关的过程。同样,k中介子平价可能更容易确定的过程

使用的关系

这本身就是通过dynamics-dependent分析(9]。

的平价是最直接的关系

(16)

方便介绍符号

neutral-K平价。

Hadron-sector平价

single-baryon的属性的一个给定的电荷的基础上开发dynamics-independent P2的考虑不变性。这个操作将强子的希尔伯特空间状态相同的电荷和重子数parity-distinct行业,行业的明显不同相对P2的价值观。

parity-distinct行业的结构本质上取决于实验意识到粒子谱范围我介绍了我最初的提议的起源的物理身份相关的生产和P不变性。这个范围包括两个新粒子,随后提出了别人,最终被观察到。我定义了Δ⁺操作上的反应p + p→Σ⁺+Δ⁺。从那时起,Δ标签”⁺“已经应用,否则,我将以后将这个粒子称为“⁺Δ“而不是”⁺”。

的一个⁺将生产过程如

这种粒子的存在本身就是符合additively-conserved量子数。据我所知,它并没有被观察到。

5.3.1一组single-baryon强子状态:有四个身体不同single-baryon状态每三个电荷BQj Q =(+ 1, 0, 1)和部门在重子数j组没有一个+,5 +的设置。不同行业的重子SQj是杰出的经验通过它们的质量和不同的电荷结构。一个更重要的区别,相对重子平价,被认为是在5.3.2教派。

的一些州还包括一个或两个π介子,使描述重子的多胎的相对平价这三项罪名。一套完整的强子州所示表1的三个值Q和j的所有值。

表1。一组single-baryon州B_Qj三电荷Q和五个部门_Qj。

并发下这组的结构是不变的单粒子之间的重子交换两个背心,两者之间的对比,在三联体;和π介子的:

相应的结果获得其他强子国家相同的重子数和电荷。

5.3.2相对平价选择强子行业:相关部门平价的带电介子和single-baryon州表1遵循从中性介子和已知的流程,η_年代= 1,乘以部门平价,即通过使用关系等

例如,使用

一个人

对于相对K⁺- - - - - -π⁺部门的平价。

同样,我们得到,

B Dynamics-independent single-baryon强子态的分析_Qj从而表明,身体不同的州与给定电荷具有特定的相对平价。这组的相关部门平价single-baryon强子州所示表2。连续编号的部门相对平价

表2。相关部门的平价,ηs (BQj;BQj + 1) =ω,一组独立的single-baryon parity-distinct行业。

这些自旋-½粒子可以区分不同的平价实验的过程,确定其相对平价,因为它们有不同的质量。

(条目⁺,年代_第四季度ω)之前的关系⁴= + 1。身体虽然有五个不同行业^Qjj = 0 - 4,可见,包括集⁺,定义的领域⁺和Ω^‾一个电荷,适当调整(表1),是奇偶相干。对parity-distinct行业相对平价ω将称为邻近的部门。确定这些相关部门平价将证实有效性的域的概念相关的生产和宇称守恒都是平等的,因为他们身体上是相同的。

5.3.3 single-baryon部门结构:的存在⁺粒子谱的影响从根本上parity-distinct行业的结构。它是线性的A +。在A +的存在,相关部门平价single-baryon部门形成一个循环群4。

6。可见的集合

兼容的P2可见(所以)派生,dynamics-independent考虑,从这些过程兼容additively-conserved量子数和假定的过程是不相容的保护。

6.1元素的

所以被包含元素的三个子集:(i)的子集SO1强大过程所允许additively-conserved量子数;(2)子集二氧化硫的过程(10)和(11 a, b),确定中性介子平价;和(iii) SO3子集组成元素相应的奇偶校验签名生成乘法的奇偶校验签名元素的SO1和二氧化硫,Eq(19)及其概括。元素的衰变,此外受制于也是如此能源保护。

为一组可见“添加剂”,在这个意义上,如果流程

+ B→C + D (23)

C + D→E + F (23 b)

被允许,那么这个过程吗

A + B→E + F (c) 23日

流程确定neutral-K平价和整个SO3子集,其中没有一个尚未被观察到的据我所知,在方差假设一个additively-conserved量子数控制强大的强子流程。

所以是一套更为严格的定义为所有parity-coherent行业之间的转换;如有缺席的元素在后者。初始和最终的条件是平价签名的任何过程兼容P²因此不变性是团结的必要但不充分这一过程的一个元素;如以下四个过程满足这个条件,但是没有一个这样的元素:

SO3的元素包括流程等

在哪里能源的两个光子(25度)=π⁰质量和光子的(25克)=(Σ0Λ0)质量的差异。可能parity-signature关系对应于这些过程在附录中给出。这些过程可能已经被记录在现有的实验数据,但却错过了因为流程相同的初始状态是在其他环境中学习。记录数据的分析可以揭示他们的存在。他们的观察会呈现目前认为强大的强子过程是由一个加法守恒的量子数是站不住脚的。

6.2Ω-稳定

强烈的衰减

这将发生在更短时间尺度比观察Ω吗^{- - - - - -}一生,允许积极但没有被观察到。它的初始状态和最终状态属于parity-coherent部门,

虽然这腐烂的基础上允许dynamics-independent P²的不变性,它不是一个元素,符合其经验缺乏强有力的过程。

相关的衰变

在哪里能源的两个光子等于π0质量,但大力禁止的是一个元素。

6.3⁺质量

如果一个⁺的初始状态和最终状态存在,parity-conserving衰变

将属于parity-coherent部门,但这腐烂的不是一个元素。相关的衰变

在哪里能源的两个光子等于π0质量,是这样的一个元素。Ω对这衰变需要稳定⁺质量超过1253伏。

同样,parity-conserving衰变

在哪里能源的两个光子等于π⁰质量,是一个集合的元素。如果一个⁺稳定在这种衰变,其质量必须小于2091伏。如果不满足此条件,⁺将取代过程,如(18),(25 d, e)(30)的最终状态。

7所示。测量在强子流程

测量两个方面的基本作用在量子力学中提供基本的理论框架为我解释强子现象。一,考虑在本节中,是它的作用确定明显不同的阶段e值^{2 iα}P²。dynamics-independent限制,其作用可能的测量结果明显不同的e值^{2 iα},被认为是在教派。9 - 11。在我的方法的本质区别和奇异性占相关生产。

7.1确定states-measurement与假设的属性

两种方法的共同目标来解释相关生产一个基于parity-distinct部门和一个基于奇异性是解释没有未被注意的两粒子频道。具体地说,观测到的新粒子的通道是认为不同于π介子的核子,除了不同的质量和电荷,通过一些内部自由度的初始状态和最终状态的值未被注意的通道是不平等的。内在的平价的值,预测这些过程的缺失可测的测量。Parity-conserving处理这些已经观察到和那些作为测试的理论,但尚未unconfirmed-determine P的相对价值²独特的以排除未被注意的过程。没有具体的渠道因此解释的性质的基础上,仅在观察到的渠道。

相比之下,strangeness-conserving过程并不区分这些作业的陌生感,占这没有和那些不。陌生的值是一个的选择独立的假设,由调用没有未被注意的通道。测量的作用是至关重要的这两种方法之间的区别。这两种方法中使用的方法不同从根本上。

我遵守公认的“测量”量子力学的意思是确定值量子物理可见的对象与宏观测量仪器的交互。我把量子观测的精神操作原子物理学的观点提倡多年的羔羊(10]。适应了强子的过程,这包括初始状态的准备;(2)事件定位在一个小时空区域,例如碰撞过程如(4)或衰变等(2),生产各种输出通道;和(3)最终状态分析的描述实验过程操作,即物理术语。

测量过程通常被认为是完成已观察到的结果,即信息的价值已经转移,一些可观察到的初始系统,通过宏观变量的测量仪器,观察者。测量一个单通道孤立地分析完成的相关物理观察时孤独的通道已经定义的操作。

相关的生产,最终状态的分析,因此测量的目的是扩大从考虑粒子的属性在一个通道相关的内部属性在多个频道。测量可以被视为已经完成只有当这个内部自由度本身就是决定操作。

这两种方法都是相同的测量通过前两个阶段,第三阶段的第一部分。无论理想化在下面讨论这些阶段的测量过程中,他们是常见的两种方法(7.2。)。重点是方法基于parity-distinct行业之间的差异(7.3。),基于奇异性(7.4。)。这种差异在最后一部分中起作用的最终状态分析,内部自由度的确定单个粒子,占未被注意的渠道的缺失。总结了这两种方法之间的差异。7.5。

7.2方法常见的两种方法

下面讨论在测量过程中常见的两种方法局限于所需的概念建立它们之间的差别。(事实上,测量了同样准备系统的整体而不是单个系统上也无视,这方面是常见的两种方法)。

交互后的碰撞产生量子系统与测量仪器,单通道的密度矩阵的耦合系统是有效地减少对角形式。在以下的分析中,这一点单通道状态是由一个波函数描述Ψ的波函数表示的直积耦合系统的组件,

(31)

在哪里(χ_我,ζ_我)代表一个状态的粒子碰撞产生的,(φ_我,ξ_我)代表相应的测量仪器,ζ_我和ξ_我代表各自的内部自由度,|αi |²χ的概率是什么状态_我,代表一个直积。

产生的两个粒子的碰撞识别操作是不同于最初的准备状态,考虑到测量仪器的状态,如跟踪气泡室;应用已知的守恒定律;和相关设备的状态和微观的系统产生的碰撞,是由(Eqn 31)。分析的结果对于每一个单通道建立了生产操作不同的粒子从π介子的核子的质量和电荷。

考虑其他可能的两粒子频道显示,并非所有的频道所允许的电荷和重子数守恒的最终状态。在这个阶段的测量,两种方法假设的存在一个内部自由度也没有占未被注意的过程。这两种方法都是相同的在这个阶段的最终状态分析。

这个内部自由度已被确认后,剩余的测量问题是单个粒子来确定它的值,账户操作的两粒子电荷输出通道,保护和重子,但没有观察到。

如图所示,根据parity-distinct方法从根本上不同于陌生的行业不仅在这个内部自由度的性质(乘法和加法量子数)也在其价值观的方法建立:测量和假设。

7.3方法基于parity-distinct行业

确定这些内部系统properties-relative部门parities-completes最终状态的分析测量过程扩展到包括多个频道。测量了仅仅观察过程兼容不变性在空间反演,确定这些部门平价多通道的状态,排除未被注意的渠道从这组流程。这符合量子力学的一般原则,要求属性的状态由测量。

照惯例,测量过程描述的哈密顿,通常扩大从第一测量过程的两个阶段,包括测量仪器的一部分。相关的生产,适用于那些阶段的测量过程是常见的两种方法。在基于奇偶校验的方法,最后阶段的最终状态分析不需要动力系统的进一步扩大;parity-distinct行业——dynamics-independent概念决定结果。

例如,投影算符的过程(1)等

在哪里w_锰是相应的密度矩阵的一个元素。根据(21)、(21 d),(17)和(13)的相对部门平价状态

这个操作符的变换下P²因此作为

(34)

在这些未被注意的状态之间的转换过程是因此理论上不兼容不变性在空间反演dynamics-independent考虑的结果。这些过程因此理论上排除在可见兼容的子集在空间反演不变性。

7.4方法基于奇异性

分类方案如陌生的方法从根本上不同于基于parity-distinct行业。对称约束由奇异性保护等过程

+ b→c + d (35)

是

(一)+年代(b) = S (c) + S (d) (35 b)

陌生的S值是假定为整数。

S的值分配的基础上一个发现的过程,如(4)的粒子,

(π)= 0,年代(N) = 0, S (K⁺)= + 1,S (B) = 1 (36)

选择以满足(35 b)和违反这个条件未被注意的过程,如(1)。然而,观察过程,如(4)也符合作业

(π)= 0,年代(N) = 0, S (K⁺)= 0,S (B) = 0 (36 B)

不占的缺席未被注意的过程。(36)的选择不是一个测量但独立的假设,特意占未被注意的过程。

基于测量平价与过程,这解释了相关生产的基础上观察过程,陌生赋值基本用未被注意的过程。

7.5总结的差异

基于内在平价方法之间的差异,基于奇异性来确定相关的内部自由度,占生产进行了总结表3。

表3。这两种方法的比较。

8。粒子的交互和可约表示Orthochronous庞加莱群

如果平价Superselection产生一种新颖的特性是包含在内部强子性质的分类。

的不可约表示的限制(适当orthochronous)庞加莱群分类单粒子的质量和自旋。重子和带电介子的内在平价基础不同,它们的质量或旋转,因为单价的(spin)和实证电荷superselection。具体来说,中性介子,内在平价没有物理意义的孤立行为任何人强子本身;它只体现在交互两个或两个以上的。交互系统的变换,一般来说,根据可约庞加莱群的表示。身体有意义的重子的内部属性分类和表征带电介子的限制庞加莱群扩展到包括空间反演(orthochronous庞加莱群功能),因此必然涉及到它可约表示。

为了兼容不变性在空间反演过程,它必须连接元素的平价连贯的行业;即相对部门平价的初始和最终状态的过程必须+ 1。过程连接平价-截然不同的部门被排除在可见的子集兼容P不变性。这个部分描绘了选择对相互作用的粒子single-baryon州作为这些可约表示的表示空间的功能描述强子相互作用粒子过程连接parity-coherent行业在这个空间和描述它的结构。

8.1相关部门平价two-hadron流程

Single-baryon州从不同的多胎教派所示5.3属于parity-distinct行业,单粒子一样介子和k中介子状态。这两组在平价-单粒子状态截然不同的行业还是能够结合形成具有相同电荷粒子状态属于parity-coherent问行业,虽然只对特定的初始状态和最终状态的组合。P-invariant强子的集合过程从而限制比那一个更小的子集所允许电荷和重子数守恒。

的奇偶校验签名一组选定的single-baryon two-hadron州Q = 0所示表4。这些签名分为两个子集:(i)的州内parity-coherent领域,η_年代(a, b, c, d) = + 1;和(2)的状态在parity-distinct行业。条目完全相同的(π吗^{- - - - - -}p),(π^{- - - - - -},Σ⁺),(K^{- - - - - -}、p) (K⁺,Σ^{- - - - - -}),(K^{- - - - - -},Σ⁺),分别和镇压。这反映了奇偶相干行业相关的独立。

表4。国家平价签名| a、b >相对于国家| c, d >:η_年代(a、b;c, d) =η²(一)η²(b) /(η²(c)η²(d)]。

相关部门平价ηs (p;Σ+)=ω,ηs (K‾;π-)=ω*被互相补偿,以地方州|磷、钾‾>和|Σ⁺在parity-coherent部门π- >:

(37)

这个结果是预知的,相关部门平价是由P²不变性上可观察到的过程。关键是,所有粒子州之间的过程表4连接平价,连贯的部门对应parity-conserving过程观察到的和美国之间的所有进程表4连接平价,截然不同的部门是已知的经验缺席从parity-conserving流程。

Thiegone,相对行业平价测定对可观测的P2不变性过程。关键是,所有粒子州之间的过程表4连接parity-coherent部门对应parity-conserving过程观察,和州之间的所有进程表4连接parity-distinct部门已知的经验是缺席parity-conserving流程。

的相对平价parity-distinct部门表4ω,复数的模量统一,1。这些值对应于两个截然不同的种类的未被注意的强大的过程:那些在强子除了π介子和单独的核子发生,如

π^{- - - - - -}+ p→π^{- - - - - -}+Σ⁺(38)

的

η_年代(π^{- - - - - -}p;π^{- - - - - -},Σ⁺)=ω(39)

和他们配对但反应仍然没有观察到,如(1),

η_年代(π^{- - - - - -}p;K^{- - - - - -},Σ⁺)= 1 (40)

8.2 orthochronous庞加莱群的可约表示

下面的讨论涉及州的希尔伯特空间,orthochronous庞加莱群的元素和运营商代表他们,和生成奇偶校验superselection parity-distinct部门。

一般来说,multihadron状态变换的可约表示庞加莱群(11]。不互相作用的multihadron状态变换的直接产品single-hadron状态;他们的相对内在平价一般不明。庞加莱群的表示转换的运营商不相互影响的州的直接产品运营商代表独立的系统;最简单的方法是,在不可约表示。

强子相互作用由运营商代表dynamics-independent配方中描述可约表示的庞加莱群不能分解为运营商不相互影响的系统。检查的重要性可约表示的庞加莱群研究相对论系统交互的上下文中被狄拉克强调五十多年前:“所有的工作,对量子场理论可以看作是试图建立一个合适的非齐次洛伦兹群的(可约)表示对应于物理现实”(12]。

美国在表4形式的基础描述two-hadron baryon-meson交互。的相互作用决定了parity-distinct行业集州著名的明显不同的相位值e^{2 iα}P²。从而改变的属性不相互影响的multihadron系统在几个方面。

希尔伯特空间结构的变化从一个已经由单价的划分为不同的部门,重子,电荷superselections强加在不相互影响的multihadron系统到一个另外分为interaction-generated parity-distinct领域的交互系统。这限制了服务员的P-invariant可见子集的过程连接parity-coherent行业,一套小比所允许的不相互影响的superselection结构。这些过程实现动态独立本地化强子相互作用生成相关的生产。扩大的对称群的交互限制庞加莱群的不相互影响的系统orthochronous庞加莱集团(功能)的交互系统。它改变了自然的变换性质multihadron州与基于直接的产品不可约表示在不相互影响的系统的基础上可约表示的交互系统。

交互的效果必须体现在改变结构的运营商代表庞加莱群的转换。1)这些运营商直接改变产品的代表元素限制组的不相互影响的系统运营商orthochronous集团的代表元素的交互系统;后者不能分解为运营商不相互影响的系统。2)交互系统的运营商采取multisector希尔伯特空间组成parity-distinct行业产生奇偶校验superselection。其结构必须反映组流程兼容的排除过程连接状态的功能本质上不同的e值^{2 iα}。3)每组two-hadron州内相干子空间作为表征的希尔伯特空间的功能描述的交互生成这个集合。这些操作符的集合的结构的每个parity-coherent子空间是由套流程连接美国在这些子空间和重子多胎的收费结构。4)这些运营商必须包含的结构不变性的结构组single-baryon状态下并发多胎中重子的交换相同数量的重子。5)这些操作符将k中介子为载体的功能之间的内在平价parity-distinct重子多胎。

9。限制可能的测量

Dynamics-independent考虑所以流程确定集州著名的本质上不同的阶段的P值²(parity-distinct部门)。这些领域,反过来,导致dynamics-independent限制可能的测量。这些限制的相关性基本强子现象的解释是建立在概念开发前文献[3]。

parity-distinct所产生的限制可能的测量领域无条件的:操作的不相容的P不变性和流程的可测性连接这样的行业。这是一个纯粹的理论限制,总是手术parity-distinct行业的决心。

这种无条件的限制产生两个互斥条件在可能的可见:(一)限制这些过程兼容P²不变性和(b)限制这些流程连接parity-distinct行业。

这两种情况在两种截然不同的结果,互斥,dynamics-independent有条件的限制可能的测量:(i)排除在可见的子集与P兼容²不变性的过程连接parity-distinct行业(superselection平价),和(2)空间反演对称性的破坏过程连接等领域。总结了这些限制表5。

表5所示。Dynamics-independent条件限制可能的测量:平价superselection和计量催生对称破坏。

条件限制都理论和实证上下文(3]。有必要区分这两个上下文。

测量的不相容的过程连接parity-distinct部门和不变性在空间反演从而有两个不同的物理后果;这些都是由实施条件。生产相关的表现平价superselection解决。10。互补方面,dynamics-independent打破P不变性的纯强子衰变,是在教派。11。

10。生产平价Superselection有关

平价superselection排除过程连接初始和最终状态的特定组合的不同的阶段的P值²兼容P two-hadron子集的过程²不变性。

Dynamics-independent理论考虑基于相对部门因此限制P-invariant平价可测的流程所允许的特定子集和重子保护连接parity-coherent部门收费。

的经验现象相关的生产表现为缺乏选择two-hadron过程将会兼容电荷和重子保护。

如教派所示。8.1,允许two-hadron流程的子集从理论上讲通过平价superselection同时观察到特定的两两组合完全相关的生产。子集被排除在外理论背景下的平价superselection子集已知的经验是完全一致缺席。实验证实该过程违反陌生感会因此建立经验现象相关的生产可以通过内在占平价独自一人;即它将建立的物理身份相关的生产和宇称守恒强子的起源的过程。

本协议之间的预测和经验two-hadron过程parity-conserving排除在子集的过程可以解释相关的生产经验产生的平价superselection这些过程的表现。

它还提供了平等的基础我的解释相关的领域的有效生产和宇称守恒作为他们的物理身份的体现。

11。Dynamics-Independent打破空间反演下的不变性

观察的过程,确定相对强子平价将建立的相对部门平价等parity-violating衰变的初始状态和最终状态

属于邻近的parity-distinct部门(见教派。5.3.2):

如果一个⁺积极稳定等parity-conserving衰变(30),它会衰减弱变成核子和π介子,足够大的质量,为Ω‾,2π⁺。

运营商的分析

类似于教派。7.3

即ρ_锰是排除在组可见兼容P²不变性。

从测量给出的信息

我= Tr(ρlnρ)(44)

ρ是系统的密度矩阵。

一个观察者所能获得的信息从一个衰变等(41)来自两个独立的来源:(i),从这个过程的测量本身,(2)基于衰变的属性系统的观察者独立的测量。总的来说,这些信息包括(iii)的初始状态,知识|Σ⁺>,从它的准备;(iv)知识的衰变产物在第二阶段的测量过程中从其相关的测量装置测量在第三阶段;和(v)的任何信息属性的初始状态和最终状态观察衰变得到其他测量;具体地说,它们的相对测量的内在平价知识的互动,与P兼容²不变性。(41)提供了观察的衰变直接所需的信息来确定初始状态和最终状态的衰变。从这个测量附加信息提供给观察者间接:根据(42),初始状态和最终状态在这个衰减有明显不同的相位值的双空间反演P²。测量衰减,因此,休息时间反演不变性在空间独立的动力学衰减。

实验确认流程如6.1(25)教派。从而使打破P²不变性等衰变(41)计量催生对称性破坏的表现:一个必要,dynamics-independent增加的结果信息服务员的测量过程连接parity-distinct部门(1,3]。

目前的经验状态dynamics-independent打破P²不变性与伽利略和旋转不变性表6。经验上下文已经实现了前者而不是后者的情况。

表6所示。dynamics-independent对称打破现状。

等相关部门平价未被注意的衰变

潜在可见的子集的测量休息空间反演对称性从而进一步分为那些相对部门平价(ω,ω*;观察到衰变),这些部门与相关部门联系平价(1 -ω-ω*;未被注意的衰变)。

观察strangeness-violating过程,如(25)将确定观察到的衰变可见连接的元素的子集邻近的parity-distinct行业;未被注意的衰变,如(45),潜在的可见的元素连接parity-distinct行业分离由一个或多个这样的行业。这个描述观察到的和未被注意的衰变是基于实验可测η_年代值。

目前公认的分类方案,观察衰变,如(41),进而描述的改变在陌生年代|ΔS | = 1;未被注意的衰变,如(45)、|ΔS | = 2。

12。限制原则

提出理论的结构由几个dynamics-independent元素:配方的粒子的相互作用的一组可见不变性双重空间反演下P²对称操作,是一个身份的多个阶段;决心通过这些套强子的可见状态相同的电荷和重子数和该阶段的明显不同的值;限制可能的测量结果本质上不同的值;和parity-conserving强子相互作用的描述符代表的元素可约orthochronous庞加莱群的表示。

起源的解释的物理身份联系生产和宇称守恒的基础上dynamics-independent概念表明操作的一个基本原则,一个词限制原则拟订如下。

提出parity-conserving强子过程和他们的关系确定阶段e^{2 iα}双重空间反演P2的强子州相同的电荷和重子数有不同的价值观。他们因此把强子状态的希尔伯特空间H分为parity-distinct行业,集杰出e的明显不同的值^{2 iα}。埃尔米特运营商的设置一个H相应地分为两个互斥的子集:一个子集₁与非零的矩阵元素连接只有州e的值相同^{2 iα},一个子集₂= -₁与非零的矩阵元素连接只有国家本质上不同的e值^{2 iα}。测量的元素₁兼容P不变性。测量的元素₂一定休息P不变性。H分成parity-distinct部门因此生成一个无条件的,dynamics-independent,纯粹的理论限制可能的测量:P的并发操作的不相容的不变性和可测性的元素₂。随之而来的条件限制可能的流程将纯粹的强子可见分成两种互斥限制子集的现象:那些兼容P不变性,排除₂,那些在一个₂的测量必须打破这种对称性。有关生产的排除元素的体现₂的一个子集₁。测量的元素₂,包括纯粹的强子衰变,打破生产有关,还必须打破P不变性。

13。摘要和结论

提出了一个理论来解释观察到的平等相关的领域的有效生产和宇称守恒在强子过程作为他们的物理身份的体现。当前视图包含两个不相关的概念陌生和平价——占这两个现象和无法解释这种平等。在该理论下的不变性单对称、空间反演P,仅占两种现象。

实验测试提供的理论是一套流程,包括禁止的陌生感,但允许平价。具体的例子已确定的过程。已经记录数据的分析可以揭示他们的存在。观察这些过程以及它们之间的关系将决定P的阶段²独特的强子国家相同的电荷和重子数本质上不同的值。从而建立重子多胎平价多胎,简单的核子lowest-mass这样的多重态,和k中介子的载体不同平价多胎之间内在的平价。

理论的方方面面——基本前提,其配方,及其后果——完全结构化的symmetry-based dynamics-independent概念,定义特征的代数量子场理论。理论制定的一组本地化流程和它们之间的关系,强子的希尔伯特空间H连接这些过程,庞加莱群和不变性。

不同的P的相对相位²独特的强子州将H分为parity-distinct行业,集州在一个给定的部门区别那些parity-distinct部门这些阶段的明显不同的值。交互提出了局部强子过程从而改变multisector希尔伯特空间的结构已经从一个单价的划分为不同的部门,重子,电荷superselections手术的不相互影响的multihadron系统到一个另外分为interaction-generated parity-distinct领域的交互系统。庞加莱的描述的交互可约表示。通过生成parity-distinct领域,他们也改变手术集团本身的性质以及其表示:从这些限制的庞加莱群不相互影响的系统,与multihadron国家将根据其组成的直接产品表征和运营商代表这组将根据运营商代表选民的直接产品,为那些orthochronous庞加莱群(功能)的交互系统,国家将根据其可约表示,运营商代表这组将根据可约表示不能分解为直接产品的运营商不相互影响的系统。

每个parity-coherent部门H作为独立的运营商代表表示空间的转换功能的可约表示描述本地化强子相互作用。系统相互作用是反映在这些操作符的结构的变化,不相互影响的系统。随着质量算符可以表达的时空转换的发电机,M = (H²- P²)^½原则上,应该考虑质量之间的分裂重子多胎,如果他们是由于交互。这样做可能会与不同数量的重子多胎。但是,由于结构的不变性的single-baryon状态下并发交换重子的多胎相同数量的重子,似乎需要一个额外的物理概念,质量占分离的两个紧身衣和两个背心。

相关的观察提出strangeness-violating过程将建立生产和宇称不守恒纯粹强子衰变是互斥的后果不相容的并发操作的P不变性和流程的可测性连接parity-distinct行业:排除过程连接这些行业的子集的子集过程兼容P不变性,和打破P不变性的过程连接这些行业,分别。相关生产和宇称守恒的同时打破纯粹强子衰变会反映出他们共同的起源。观察的过程也会呈现引入一个新的量子数占相关生产是不必要的,和流行的假设一个additively-conserved量子数控制强大的流程是站不住脚的。

操作的基本原则解释的物理身份的起源相关的生产和宇称守恒的基础上单独symmetry-based dynamics-independent考虑已经制定。

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