שבירת סימטריית CP

סימטריית CP היא סימטריה מקורבת בין חלקיקים לאנטי-חלקיקים. בעבר חשבו שהסימטריה מדויקת ושעולם שמורכב מחומר יהיה שיקוף מלא בתכונותיו לעולם של אנטי-חומר, אך בשנות ה-60 נתגלתה שבירת הסימטריה הזו בניסוי התפרקות של קאונים^[1]. על גילוי זה זכו ג'יימס קרונין וואל פיץ' בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1980.

CP באנגלית מייצג מטען וזוגיות (Charge Parity) שהן שתי תכונות של חלקיקים. אנטי-חלקיק הוא אותו חלקיק עם מטען וזוגיות הפוכים (הזוגיות היא תכונה הקובעת איך מתנהג חלקיק בהיפוך המרחב).

שבירת סימטריית CP פירושה שכוחות בטבע פועלים באופן שונה על חלקיקים מאשר על אנטי-חלקיקים. התופעה נתגלתה מאוחר יחסית, כי הסימטריה נשמרת תחת מרבית הכוחות: הכח האלקטרומגנטי, הכוח הגרעיני החזק, כוח הכבידה. רק הכוח הגרעיני החלש שובר את סימטריית CP.

כיום כאמור ידוע ש-CP היא סימטריה לא מדויקת (אם כי עדיין משמשת קירוב טוב לתהליכים רבים) והסימטריה השלמה יותר היא סימטריית CPT, שכל הכוחות בטבע משמרים, עובדה שאושרה בכל הניסויים עד כה.

משמעות

עולם בעל סימטריית CP יכיל כמויות שוות של חומר ואנטי חומר. כפי שידוע לנו מתצפיות אסטרונומיות בכל היקום הנראה, היקום מכיל כמות גדולה בהרבה של חומר מאשר של אנטי-חומר, ולכן אינו סימטרי תחת CP. שבירת הסימטריה נמדדת גם באופן ישיר במאיצי חלקיקים. נכון להיום, השבירה של סימטריית CP במודל הסטנדרטי, שתואמת לתוצאות במאיצים, קטנה מכדי להסביר את כמות החומר ביקום. זו אחת מהבעיות התאורטיות העיקריות של המודל הסטנדרטי, הנקראת גם בעיית הבאריוגנזה (יצירת חומר באריוני).

ראו גם

• אנטי-חומר
• בעיות פתוחות בפיזיקה#קוסמולוגיה ויחסות כללית

קישורים חיצוניים

• שבירת סימטריית CP, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)