Keuzecollege Hoge EnergieFysica Katholieke Universiteit ... - EHEF

5.5 Schending van ladingsconjugatie en pariteit
We hebben al gezien dat ladingsconjugatie en pariteit allebij maximaal zijn geschonden in de zwakke
wisselwerking. Dit wordt veroorzaakt doordat de zwakke wisselwerking alleen op deeltjes met een
linkshandige heliciteit werkt. Maar we kunnen ook inzien dat de gecombineerde transformatie van
ladingsconjugatie plus pariteit volgens dit argument is behouden. Linkshandige neutrino’s transformeren
onder ladingsconjugatie in linkshandige anti-neutrino’s en de linkshandige neutrino’s
transformeren onder pariteit naar rechtshandige anti-neutrino’s. Omdat de zwakke theorie zich symmetrisch
gedraagt in linkshandige neutrino’s en rechtshandige anti-neutrino’s lijkt na de gecombineerde
CP transformatie alles weer koek en ei. We zullen nu laten zien dat echter ook CP
geschonden is, weliswaar maar een klein beetje en niet maximaal zoals pariteit en ladingsconjugatie.
Maar toch...
5.6 Het neutrale Kaon systeem
Het neutrale kaon, K 0 , is in quarks uitgedrukt een ds toestand. Het anti-deeltje van kaon, K 0
is een
ds toestand. Deze toestanden zijn de eigentoestanden van de sterke wisselwerking. Kaonen kunnen
worden geproduceerd door een ss quark paar te maken, dus vreemde deeltjes worden in paren
gemaakt. Belangrijke reacties voor kaon productie zijn:
π – + p → Λ + K 0
π + + p → K + + K 0 + p
. (5.6)
π – + p → Λ + K 0 + n + n
De drempelenergie voor een pion dat op een trefplaatje wordt geschoten is voor de eerste reactie 0.91
GeV, voor de tweede reactie 1.5 GeV en voor de derde 6.0 GeV. Door de energie van het inkomend
pion dus goed te kiezen kunnen we een pure bundel maken.
Het is nu duidelijk dat neutrale kaonen geen eigentoestand van de CP operator zijn: 1
CP| K 0 〉 = | K 0
〉
. (5.7)
CP| K 0
〉 = | K 0 〉
We kunnen nu wel makkelijk de CP eigentoestanden maken door de K 0 en K 0
te mengen:
1
| K 1
〉 = ------ ( | K 0 〉 + | K 0
〉)
2
. (5.8)
1
| K 2 〉 = ------ ( | K 0 〉 – | K 0
〉)
2
Deze twee toestanden zijn de eigentoestanden van de CP operator:
CP| K 1 〉 = | K 1 〉
. (5.9)
CP| K 2 〉 = –| K 2 〉
K 0 K 0
1. De formules (5.7) definiëren impliciet een fase-conventie: die de fases van de | 〉 en | K 0
〉 toestanden aan elkaar relateerd.
84 Collegedictaat Hoge Energiefysica