Большая Советская Энциклопедия (ЧЕ)

  В квантовой теории Ч. состояния системы из n частиц определяется как собственное значение оператора инверсии Р. Действие оператора Р на вектор состояния Y (p ₁ ,..., pn ) состоит в изменении знаков импульсов p_i частиц и в умножении на произведение П₁ ... П_n внутренних чётностей частиц. Внутренняя Ч. — неотъемлемое свойство частицы и равна либо +1, либо —1. Частицы, для которых П_к = 1, называются чётными, а частицы, у которых П_к = —1, — нечётными. Внутренняя Ч. пи-мезонов отрицательна. Внутренние Ч. античастиц с полуцелым спином противоположны Ч. соответствующих частиц. Оператор Р не действует на проекции спинов и на заряды. Собственные значения оператора Р равны ± 1. Состояния с Р = 1 называются чётными, а с Р = —1 — нечётными.

  Из определения Ч. вытекают правила для установления Ч. физических систем из нескольких частиц: 1) Ч. системы n частиц с орбитальными моментами

,... ,

равна

П₁ ... П_n

  (здесь  — постоянная Планка, l_i — целые числа); 2) Ч. П₁₂ сложной системы, состоящей из двух подсистем с Ч. соответственно П₁ , П₂ , равна П₁₂ = П₁ П₂ (— 1) ^L , где  — орбитальный момент относительного движения подсистем.

  У квантов электромагнитного поля не существует ни внутренней Ч., ни орбитального момента. Ч. кванта электромагнитного излучения (фотона) определяется его мультипольностью (см. Мультиполь ). Ч. электрического 2l -поля равна (—1) ^l , а Ч. магнитного 2l -поля равна (—1) ^{l+ 1} . Поэтому Ч. физ. системы сохраняется при испускании или поглощении электрического мультипольного кванта с чётным l или магнитного мультипольного кванта с нечётным l и изменяется на противоположную при испускании или поглощении электрического (магнитного) мультипольного кванта с нечётным (чётным) l. Правила отбора по Ч. при электромагнитном излучении атомов и ядер возникают за счёт того, что при одинаковой мультипольности и прочих равных условиях магнитное излучение значительно слабее электрического. Отношение вероятностей магнитного и электрических излучений имеет порядок (2pR/ l)² , где R — линейный размер излучателя, l — длина волны излучаемого кванта. Это отношение и для ядер, и для атомов, как правило, значительно меньше единицы, так что правила отбора по Ч. проявляются достаточно резко.

  Закон сохранения Ч. (называемый также Р -инвариантностью) формулируется как сохранение величины Р при сильных и электромагнитных взаимодействиях.

  Понятие внутренней Ч. частицы, а тем самым и Ч. состояния, содержит некоторую степень неоднозначности, связанную с невозможностью сравнить между собой Ч. состояний, различающихся значениями хотя бы одного из сохраняющихся зарядов — электрического, барионного и др. Поэтому, в частности, Ч. вакуумного состояния, Ч. протона, нейтрона, электрона произвольны и могут быть выбраны положительными. Но уже, например, Ч. пи-мезона, позитрона, антипротона станут при таком выборе строго определёнными (отрицательными).

  С понятием Ч. тесно связан фундаментальный вопрос о симметрии реального пространства относительно зеркальных отражений. Методами теории групп доказывается, что если пространство обладает зеркальной симметрией, то должны строго выполняться либо закон сохранения Ч., либо инвариантность при комбинированной инверсии. Экспериментально установлено нарушение обоих этих законов при слабых взаимодействиях. Поэтому есть основание считать, что либо пространство не обладает симметрией между правым и левым, либо эта симметрия нарушается в определённых типах взаимодействий (например, приводящих к распаду т. н. долгоживущего нейтрального К-мезона,  ® 2p).

  Лит.: Ли Ц., Ву Ц., Слабые взаимодействия, пер. с англ., М., 1968; Широков Ю. М., Юдин Н. П., Ядерная физика, М., 1972; Ли Цзун-дао, Янг Чжэнь-нин, в сборнике: Новые свойства симметрии элементарных частиц, пер. с англ., М., 1957, с. 13; Ву Цзянь-сюн [и др.], там же, с. 69; Гарвин Р., Ледерман Л., Вейнрих М., там же, с. 75; Abov Yu. G. et al, «Physics Letters», 1968, v. 27B, № 1, p. 16; Лобашов В. М., «Вестник АН СССР», 1969, № 2, с, 58; Вигнер Е., «Успехи физических наук», 1958, т. 65, в. 2, с. 257; Wick G., Wightman A., Wigner Е., «Physical Review», 1952, v. 88, p. 101; Ландау Л. Д., «Журнал экспериментальной и теоретической физики», 1957, т. 32, в. 2, с. 405; Широков Ю. М., там же, 1958, т. 34, в. 3, с. 717; его же, там же, 1960, т. 38, в. 1, с. 140.

  Ю. М. Широков.

К ст.Чётность.

Чётность уровня