Зарядовая чётность

ЗАРЯДОВАЯ ЧЁТНОСТЬ (С-чётность), чётность относительно операции зарядового сопряжения; мультипликативное квантовое число, характеризующее истинно нейтральную частицу (или истинно нейтральную систему частиц) и принимающее значение +1 или -1. Понятие зарядовой чётности фотона в неявной форме возникло в работе В. Фарри (1937); точно его впервые сформулировали М. Гелл-Ман и А. Пайс (1955).

Зарядовая чётность фотона, переносчика электромагнитных взаимодействий, равна -1, поскольку при зарядовом сопряжении электрический заряд, а следовательно, и электромагнитное поле меняют знак. Зарядовая чётность системы из нескольких частиц, обладающих зарядовой чётностью, определяется как произведение зарядовой чётности всех её компонент.

Зарядовая чётность сохраняется в процессах, обусловленных электромагнитным и сильным взаимодействиями, т. е. эти взаимодействия инвариантны относительно операции зарядового сопряжения. Например, нейтральный π-мезон распадается на два фотона, его зарядовая чётность равна +1. Закон сохранения зарядовой чётности запрещает распад нейтрального π-мезона на нечётное число фотонов. К началу 21 века закон сохранения зарядовой чётности в электромагнитных взаимодействиях проверен в экспериментах по поиску распада нейтрального π-мезона на три фотона с точностью 0,000003%. С-инвариантность сильного взаимодействия проверена в экспериментах по распаду η-мезона на нейтральный и заряженные пионы с точностью порядка 0,1%. Зарядовая  чётность не сохраняется в процессах, обусловленных слабым взаимодействием.

Если известен полный момент J системы частиц, состоящий из момента количества движения l и спина s (J = l + s), то зарядовая чётность такой системы равна (-1)^J. В соответствии с этой формулой зарядовая чётность позитрония равна либо 1 (парапозитроний, l= 0, s = 0), либо -1 (ортопозитроний, l = 0, s= 1). Соответственно парапозитроний может распадаться только на чётное число фотонов, ортопозитроний - на нечётное. Глюон - переносчик сильных взаимодействий, в отличие от фотона не обладает определённой зарядовой чётностью, поскольку имеет цветовой заряд и не является истинно нейтральной частицей. Бесцветные комбинации чётного и нечётного числа глюонов обладают зарядовой чётностью +1 или -1 соответственно. Это свойство оказывается полезным при изучении спектров масс и распадов глюболов (связанных состояний глюонов) и кваркониев (связанных кварк-антикварковых состояний).

Лит.: Шмутцер Э. Симметрии и законы сохранения в физике. М., 1974; Пескин М., Шредер Д. Введение в квантовую теорию поля. М., 2001.