Зарядовое сопряжение. Зарядовая четность

    Частицу и античастицу отличают знаки зарядов (электрического заряда (Q), барионного числа (B, лептонных чисел (L_e, L_μ, L_τ), странности (s), шарма (c), красоты (b), истины (t)). Операция зарядового сопряжения переводит частицы в античастицы, т.е. меняет знаки зарядов, оставляя неизменными пространственные переменные x, импульс p и момент импульса J.

x, p, J, Q, B, Le, Lμ, Lτ, s, c, b, t

x, p, J, -Q, -B, -Le, -Lμ, -Lτ, -s, -c, -b, -t

(1)

Оператор заряда  не коммутирует с оператором зарядового сопряжения Ĉ. 

|Q> = q|Q>,	(2)
Ĉ |Q> = |-Q>,
Ĉ |Q> = |-Q> = -q|-Q>,	(3)
Ĉ|Q> = Ĉq|Q> = qĈ |Q> = q|-Q>,
(Ĉ-Ĉ)|> = 2q|-Q> 0.	(4)

Аналогичные соотношения существуют и для величин B, L_e, L_μ, L_τ, s, c, b, t. Таким образом для заряженных частиц не существует уравнения на собственные значения оператора зарядового сопряжения:

    Соотношение (5) имеет место только для истинно нейтральных частиц или для нейтральных систем: частица-античастица.
    В этом случае λ_с = +1 и называется зарядовой четностью.
    Зарядовая четность фотона λ_с = -1, так как векторный потенциал, описывающий фотон, создается зарядами и токами, и он должен менять знак в результате зарядового сопряжения.
    Из того факта, что существует электромагнитный распад:

и не наблюдается распад:

следует, что λ_с(⁰) = +1.
    Зарядовая четность  _с системы частица + античастица определяется соотношением:

где l - орбитальный момент относительного движения, j - суммарный момент пары частица-античастица.

     Проведем операцию зарядового сопряжения для сильного распада ρ⁰-мезона

ρ⁰π⁺ + π⁻.

Так как

Ĉ |ρ⁰> = |ρ⁰>, Ĉ |> = |>,

то в результате операции C получим ту же реакцию:

С:

В результате C-преобразования получается наблюдаемый в природе процесс.

    Операция зарядового сопряжения для случая слабого распада π⁻-мезона

π⁻⁻ + _μ.

показана ниже

С:

    В результате C-преобразования получается мюонные антинейтрино с отрицательной спиральностью, которые в эксперименте не наблюдаются. Следовательно, в слабых взаимодействиях C-инвариантность нарушается.