Paritássértés FIZIKA BSC III. MAG- ÉS RÉSZECSKEFIZIKA SZEMINÁRIUM PARITÁSSÉRTÉS 1

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Paritássértés FIZIKA BSC III. MAG- ÉS RÉSZECSKEFIZIKA SZEMINÁRIUM PARITÁSSÉRTÉS 1"

Tamás Kocsis
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Paritássértés SZEGEDI DOMONKOS FIZIKA BSC III. MAG- ÉS RÉSZECSKEFIZIKA SZEMINÁRIUM PARITÁSSÉRTÉS 1

2 Tartalom 1. Szimmetriák 2. Paritás 3. P-sértés 1. Lee és Yang 2. Wu kísérlet 3. Lederman kísérlet 4. Telegdi Bálint 4. CP-sértés és záró gondolatok PARITÁSSÉRTÉS 2

3 Szimmetriák Számos meghatározás a különböző tudományokban Számunkra a szimmetriák lényege: A szimmetria gyönyörködteti az emberi elmét; mindenki szereti az olyan mintás tárgyakat, amelyek valamilyen módon szimmetrikusak de ami minket a szimmetriában leginkább érdekel, az az, hogy magukban az alapvető törvényekben is létezik. (R. P. Feynmann) PARITÁSSÉRTÉS 3

4 Szimmetriák A fizikában a szimmetria invariancia egy transzformációval szemben Noether tétel Minden folytonos szimmetriához tartozik megmaradó mennyiség (pl.:) időbeli eltolás energia térbeli eltolás impulzus térbeli forgatás impulzusmomentum PARITÁSSÉRTÉS 4

5 Diszkrét szimmetriák: 1. Tér (P) 2. Töltés (rész-antirész) (C) 3. Idő (T) PARITÁSSÉRTÉS 5

6 Paritás P 2 ψ(x,y,z)=p 2 ψ(x,y,z) P 2 =I P=±1 impulzus, spin, helicitás 1927 Wigner Jenő: paritás kvantumszám PARITÁSSÉRTÉS 6

7 Érdekes jelenség P π =-1 τ + =π + +π + +π P τ+ =-1 Θ + =π + +π 0 P Θ+ =1 Tömegük azonos, élettartamuk is, végállapot paritása ellentétes. Különböző részecskék? PARITÁSSÉRTÉS 7

8 Paritássértés 1956 Lee és Yang megmarad-e a paritás nem sérti-e a gyenge kölcsönhatás kísérletileg nem ellenőrzött javaslatok kísérletekre PARITÁSSÉRTÉS 8

9 Wu kísérlet 1956 Cobalt bomlás 60 Co 60 Ni + e - + ν e National Bureau of Standardsban Ambler közreműködésével Nobel-díj PARITÁSSÉRTÉS 9

10 Mérés elve alacsony hőmérséklet Nagy mágneses tér 60 Co spinjének beállítása leányelemek spinjei kilépő elektronok figyelése PARITÁSSÉRTÉS 10

11 Mérés elve Gammával nézzük a polarizáció mértékét Várakozás Elektron helicitása Keletkezés valószínűsége helicitásfüggetlen ha nem akkor sérül a paritásszimmetria PARITÁSSÉRTÉS 11

12 Alacsony hőmérséklet National Bureau of Standards, Ambler közreműködésével Gorter-Rose-metódussal Paramágneses fémsó (CeMg-Nitrát) Adiabatikus lemágnesezés Felmágnesezés Így 1,2 K tartható hőm.-ről akár 0,003 K is elérhető Hő elnyeletése folyékony He-vel Adiabatilus lemágnesezés (további hűlés) PARITÁSSÉRTÉS 12

13 Mérési elrendezés PARITÁSSÉRTÉS 13

14 Eredmény 60%-os 60 Co polarizáltság fel ill. le állított tér esetén aszimmetria a mért e - -ok számában balkezes elektronok keletkeztek a paritásszimmetria maximálisan sérül PARITÁSSÉRTÉS 14

15 Lederman kísérlet hallott Wu eredményeiről müon bomlás sokkal egyszerűbb eljárás hétvégi kísérlet megvárta Wu-ékat PARITÁSSÉRTÉS 15

16 Mérés elve pion bomlásban müon keletkezik tovább bomlik pozitronra és neutrinókra polarizáltan keletkező müonok pozitron spinje a müon-spin irányában PARITÁSSÉRTÉS 16

17 Mérés elve Müon spinjét kis mágnesként precesszáltatjuk változó mágneses térben Rögzített detektorral figyeljük a kijövő pozitron intenzitást Ha ez követi a müon spinjét, akkor sérül a tükör szimmetria mivel csak jobb helicitású e + -ok keletkeznek, amik a müon-spin irányába haladnak PARITÁSSÉRTÉS 17

18 Mérési elrendezés pionok ciklotronból szén abszorber de dx ~ 3.7 MeV/cm változó mágneses tér az árnyékoláson belül PARITÁSSÉRTÉS 18

19 Mérési eredmény a kilépő e + -ok követik a müon polarizációs irányát bomlásban csak jobb helicitású e + -ok keltkeztek maximálisan sérül a tükör szimmetria μ - -szal is elvégezték a mérés további jelentősége μsr PARITÁSSÉRTÉS 19

20 Kitérés: μsr a polarizált müon precesszálási frekvenciája: ω= eb m μ c ezzel mérhető a müon helyén a mágneses tér és azonosíthatók különleges pontok, pl. kémiai gyökök, hibák rácsokban PARITÁSSÉRTÉS 20

21 Wu és Lederman Lederman megvárta Wu-t együtt jelent meg a két cikk a P szimmetria tehát sérül (még sok kísérletben bebizonyosodott) azaz csak balkezes részecskék és jobbkezes antirészecskék vesznek részt a gyenge kölcsönhatásban W. Pauli: Nem tudom elhinni, hogy Isten balkezes! PARITÁSSÉRTÉS 21

22 Egy kis érdekesség Telegdi Bálint MIT helyett Chicago-i Egyetem Mr. Müon Paritássértés müonokkal és Friedmannal fotoemulzio vs. elektronikus regisztrálás Különvélemény PARITÁSSÉRTÉS 22

23 CP szimmetriasértés P szimmetriát sérti a gyenge kh. C szimmetriát is CP kombinált szimmetriával mi a helyzet? Azt is sérti a gyenge kh. Igaz csak kis mértékben PARITÁSSÉRTÉS 23

24 Cronin és Fitch kísérlet τ-θ kérdés: a kaon Kaon és anti-kaon (K 0 és K 0 ) CP sajátállapotok K S és K L mivel CP(K 0 )=K 0 A kísérlet PARITÁSSÉRTÉS 24

25 Cp sértés A standard-modell automatikusan tartalmazza 3 részecskecsalád esetén Univerzumban anyag dominanciája az antianyaggal szemben. Oka? PARITÁSSÉRTÉS 25

26 És mi van a kombinált CTP-vel? PARITÁSSÉRTÉS 26

27 Felhasznált anyagok PhysRev PhysRev Wikipédia Képek: PARITÁSSÉRTÉS 27

28 PARITÁSSÉRTÉS 28

Hasonló dokumentumok

Magfizika szeminárium

Paritássértés a Wu-kísérletben Körtefái Dóra Magfizika szeminárium 2019. 03. 25. Áttekintés Szimmetriák Paritás Wu-kísérlet Lederman-kísérlet Szimmetriák Adott transzformációra invaráns mennyiségek. Folytonos