A Naive Understanding to CP-violation

標題寫說這是 A Naive Understanding 是因為這真的很 naive
我也不瞭解背後的意義 完全就是高級文化修養....

不過雖然是在很皮毛的層次 能稍稍瞭解從以前就一直覺得很高深的 CP-violation
覺得滿興奮的 跟大家分享一下 XD
如果看不懂請不要在意... 跳過此篇即可.... orz


Parity 守恆

假設有一個反應/衰變（反應A）
而反應 A 的「鏡像反應」稱為反應 B （反應 B 就是在鏡子裡的反應 A ）
這樣的變換過程就是 P 變換
如果反應 A 與反應 B 的反應率相同 我們就稱這個反應是 P 守恆

Note:
在鏡裡看的時候，spin 要當成 circulation，不能用 spin 角動量的方向


Charge-Conjugation 守恆

假設有一個反應/衰變（反應A）
我們把反應 A 中的每個粒子都換成其反粒子
稱這個換成反粒子的反應「反應 B」
這樣的變換過程就是 C 變換
如果反應 A 與反應 B 的反應率相同 我們就稱這個反應是 C 守恆


CP 守恆

假設有一個反應/衰變（反應A）
經過一次 C 變換和一次 P 變換變成反應 B
如果反應 A 與反應 B 的反應率相同 我們就稱這個反應是 CP 守恆


CPT 理論

假設有一個反應/衰變（反應A）
經過一次 C 變換、一次 P 變換、和一次 T 變換之後，得到反應 B
CPT 理論是說，反應 A 和反應 B 是完全相同的
因此如果 CP 守恆，T 也就要守恆

而所謂的 T 變換，就是把時間倒著走（可以想像成倒放錄影帶）
所以反應中每個粒子都要往回走（就像是變成反粒子）
而且每個粒子的 spin 也要變成反方向（因為 spin 是 circulation 的概念）
這樣想像的話 就可以理解 CPT 理論了
（往回走類似於 C 變換，spin 變反方向類似於 P 變換）


不守恆

不守恆的意思就是 經過變換後的反應與原反應有「不同的反應率」
至於所謂的 100％ 不守恆 應該是指變換後的反應「完全不會發生」

由於 neutrino 的特性是其 spin 方向和 momentum 方向必須是反向的
（anti-neutrino 則必須同向）
所以在 weak interaction 中 只要有 neutrino
C 或 P 都不守恆 而且是 100％ 不守恆
因著 neutrino 的特性 根本無法出現 經過 P 變換 （或是 C 變換）的那種反應

Note:
還是存在 C 守恆 或 P 守恆的 weak interaction
100％ 不守恆的意思並非所有 weak interaction 都是 C 不守恆 / P 不守恆

但是 CP 在 weak interaction 中是可以守恆的
我們現在由實驗得知 CP 也不守恆
所謂 CP 不守恆 就是指某反應 與其經過 CP 變換後的反應 有不同的反應率
而我們常聽到的 「CP 破壞還差多少 才能解釋反粒子的不存在」
意思就是「經過 CP 變換後的反應的反應率 還必須跟原反應差更多才行」