The rise and fall of Parity 1952: « Nature doesnt make left-right distinction » Hermann Weyl,...
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Transcript of The rise and fall of Parity 1952: « Nature doesnt make left-right distinction » Hermann Weyl,...
The rise and fall of Parity
1952: « Nature doesn’t make left-right distinction » Hermann Weyl, Symmetry, Wiley (1952)
Summer 1956: « We have NO expérim evidence that Weak Interactions do preserve parity . Let’s test this ! »
CN Yang & TD Lee, Phys Rev.104,254 (1956)
15 jan 1957: « A complete chapter of physics has been destroyed ». Isidor Rabi to NYTimes
1954-1956: the - puzzle
1956: C.S.Wu !! Phys.Rev.105(1957)1413
cristal CaF2
carbone asymétrique(L
.Pasteur)
diatomée (algue unicell.)
V(x)
0 a
deutéron
L’opérateur Parité en MQ ordinaire
1/r ½ kx2
a/2-a/2
Gaz d’e-
(2D)
!
[H;O]=0
L’expérience d’Oersted (1820)…
…le cauchemar d’ E.Mach !
« Comment l’aiguille aimantéepeut-elle faire son choix entre droite et gauche ?»
Attention aux symétries apparentes !
Quelle est l’image-miroir d’un B ???
1) Utilisation classique: B est aux plans de sym. () et aux plans d’anti-sym.
2) Recherche de ()B: donc:
et:
càd:
Conclusion:Vect.polaire: j’ = j - jVecteur axial:B’ = -B + B
()
Solution:
()
Conforme à B’=-B + B
(x,y)(-x,y)
! ! !
()
L’Opération Inversion d’Espace
r -r
v -v
L, S, M +L, S, M
B +B
Vecteurs polaires: changent de signeVecteurs axiaux: inchangés
IE
Attention !
(Inversion d’Espace) = ()xy suivie de (R)180/z
() réalise (x,y,z) (x,y,-z) (R) réalise ensuite (x,y,-z) (-x,-y,-z)
z
Invar. par (R) : conservation de la grandeur physique JInvar. par (I.E.): conserv. de la grandeur physique P
z
On représente souvent IE par une simple sym. miroir () (car la Nature est invariante sous les rotations)
(Ex d’utilisation: on démontre la polarisation naturelle du baryon dans la réaction +p K°+ °)
()
K+
Signatures du chargé (Cecil F. Powell, Nobel 1950)
puis
e + 2
« Puzzle »
Notion de parité intrinsèque d’une particule
•En Théo des Champs, une particule = un opérateur de chp •Rappel: Transform.canoniques des opérateurs (en MQ):
A’=TAT-1 (« similitude ») si ’>=T >
•Donc P=ei.(-1)N pour l’opérateur Parité: ’ =P P-1
• Parité intrinsèque du vide: +1
• Classification des mésons (spin entier):
Spin 0: 0+ = Scalaire0- = Pseudo-scal.
Spin 1: 1+ = Vecteur1- = Axial-vecteur
Scal.
Vect.
Détermination de la Parité du méson
« Puzzle »: les modes K+ 3 et 2 ont même masse etmême durée de vie, mais PAS la même parité intrinsèque!Si c’est une seule et même particule, l’Int.faible viole la P…
L’expérience
Le résultat
t (min)2 4 6 8 10 12 14
Brisure du « miroir » P !
(pôles N/Sud absolus !!!)
On peut expliquer L/R aux extraterrestres!
60Co Ni + e + 60
e ee
(T=0.1°K)
ejamaisobservé !
Autre exemple cardinal : - + p1) Mystère des « traces en V» dans les cosmiques: produc. simultanée de partic.étranges
-+p °+K°
S: 0 0 -1 +1B: 0 1 1 0 Quarks (Gell-Mann,1964)
2) Le baryon est produit parInteraction Forte (S conservée)
3) Le se désintègre par Interaction Faible (10-10s, S et.. …. violation de la PARITE)
Topologie intéressante !!
1) Production du °
- Par I.Forte (qui conserve la Parité)- Polarisation naturelle (par opp. à C.S.Wu: pol.par B)
2) Désintégration du °:
p
s
MQ: Système préparé avec S // Oz
P (observer S() ) = ?
° p + -
Q: 0 1 -1s: ½ ½ 0B: 1 1 0P:
Conséquences….
La Nature fonctionne avec une violation de P
Violation MAXIMALE dans le cas du : la Nature ne connaît que les neutrinos « gauches »
Le Modèle Standard des Particules Elémentaires inclut un lagrangien d’Int.Faible qui:
- ne contient QUE des L (et des D)- ne retient d’emblée que les interactions faibles de la forme (1-5)
(PS. Le mystère reste entier…)
Produit P x C !!
Ex: M.C.Escher
Produit P C T
T C
v
S
!!)P
C.P.T = I
1956: P !! espoir: sauver CP ?
1964: CP dans syst. K°-K° !(J.Cronin, V.Fitch : Nobel 1980) espoir: cas isolé ??
2004: CP dans syst. B°-B° !! (BaBar/PEP, Stanford)
T !!! !!!!
espoir: explication Big-Bang?
?
Utilisation de la P : NMR ePR SR !
= 2.2 s