电荷共轭宇称_粒子在电荷共轭对称运算下的行为

电荷共轭宇称

粒子在电荷共轭对称运算下的行为

物理学中，电荷共轭宇称（英语：charge conjugate parity、charge parity或C parity，可标为CP）是粒子的相乘量子数，用以描述一些粒子在电荷共轭的对称运算下的行为。

定义

电荷共轭改变所有量子荷（quantum charge）的正负号，这些量子荷为相加量子数，包括有电荷、重子数与轻子数，以及味荷如奇异数、魅数、底数、顶数与同位旋（I3）。相对地，电荷共轭不改变粒子的质量、线动量或自旋。

数学形式

考虑一运算可将一粒子转变成其反粒子：

两个状态都必须是可归一化，因此

意味着是幺正的：

对此粒子进行重复两次的运算，

可以看出有如下性质：

将所有性质统整可得：

意即电荷共轭算符是自伴算符，也因此是一个可观测物理量。

其他形式

电荷共轭运算的本征态与本征值关系如下：

如同宇称，重复运算两次，则粒子状态不变：

使得本征值只能为。此称为粒子的电荷共轭宇称。

上面的条件意味着与有相同的量子荷，因此只有真正中性的系统（所有量子荷与磁矩皆为零）是电荷共轭宇称的本征态。符合此条件的有：

实验验证

电荷共轭宇称守恒的实验验证：

：观测到中性π介子会衰变为双光子γ+γ，因此我们可认定π介子有的性质。然而，每增加一个γ会在π介子的电荷共轭宇称中引入一个-1的因子；衰变成3γ则会违反电荷共轭宇称守恒。过去曾进行了此种衰变的实验验证，其中应用到产生π介子的反应过程：。

：η介子的衰变。