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Lexikon der Mathematik: CPT-Theorem

Aussage über das Verhältnis von Teilchen zu Anti-Teilchen.

C, P und T sind jeweils die Anfangsbuchstaben der englischen Wörter charge (Ladung), parity (Gleichheit), time (Zeit). Hier meint Gleichheit (auch Parität genannt) die Eigenschaft, daß Teilchen und Anti-Teilchen im wesentlichen (bis auf das Vorzeichen bestimmter Größen wie der Ladung) dieselben Eigenschaften haben. Beispielsweise ist das Anti-Teilchen des Elektrons e das Positron e+ mit sonst gleichen Eigenschaften, aber positiver Ladung. Die Anti-Teilchen haben daher z. B. gleiche Masse, gleichen Spin, gleichen Isospin und dieselbe Lebensdauer wie die zugehörigen Teilchen. Der Übergang vom Teilchen A zum Anti-Teilchen  wird durch die Ladungskonjugation C vermittelt, d. h. durch die Umkehr des Vorzeichens der elektrischen Ladung. Zu allen Elementarteilchen, die gegenüber starker Wechselwirkung stabil sind, wurden Anti-Teilchen gefunden.

Dabei müssen Teilchen und Anti-Teilchen nicht immer verschieden sein; so ist z. B. sowohl das Photon γ als auch das π0 -Meson jeweils sein eigenes Anti-Teilchen, während das Anti-Teilchen zum K0 -Meson das \({\hat{K}}^{0}\) -Meson ist.

Die T-Transformation ist einfach die Umkehrung der Zeitrichtung eines physikalischen Vorgangs.

Das CPT-Theorem besagt, daß Teilchen und Anti-Teilchen den gleichen Naturgesetzen gehorchen, d. h., eine Reaktion von Elementarteilchen verläuft unverändert, wenn man alle beteiligten Teilchen durch ihre Anti-Teilchen ersetzt.

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  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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