共随伴作用による物質と反物質の幾何化

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • この記事は、運動空間上のコアドイント作用を通じて物質と反物質の幾何化を探究し、反物質の幾何的解釈を提案している。
  • 著者らは動的群に反時系列的な要素を導入し、時間対称性および質量とエネルギーの意味を変更している。
  • 物質と反物質を区別するためのZ対称性が提案され、この対称性が運動とモーメントに与える影響が分析されている。

f4401 物質および反物質の幾何学的構造化:群の共随伴作用による運動量空間への作用。3:ディラックの反物質の幾何学的記述。フェインマン以降の反物質の最初の幾何学的解釈およびいわゆるCPT定理。. ジャン=ピエール・ピエティ & ピエール・ミディ マルセイユ観測所 フランス ---

要約。

...我々は動的群に反時刻の要素を含めています。その結果、T対称性を含む運動および運動量を得ることができ、例えばPT対称的な運動やCPT対称的な運動が含まれます。前者はフェインマンの反物質の観点を示し、後者はいわゆる「CPT定理」を示します。しかし、共随伴作用から生じる時間反転は質量およびエネルギーの符号を変えることになります。物質の粒子のPT対称的な対象は、フェインマンが考えていたディラックの反粒子とは異なります。これは反粒子ですが、質量が負です。CPT定理についても同様で、物質の粒子のCPT対称的な対象は、質量が負の物質の粒子です。


1) はじめに。

...以前の論文([1]および[2])において、我々は反物質の幾何学的解釈を与えました。物質と反物質は、10次元空間におけるそれぞれの「プレイフィールド」{z i > 0}と{z i < 0}を持つと仮定されています:

(1) { z 1 , z 2 , z 3 , z 4 , z 5 , z 6 , x , y , z , t}

これは時空{ x , y , z , t }に加えて6つの追加次元から構成されています。光子のプレイフィールドは{z i > 0}の平面に対応します。

...我々の16次元の群は、追加の6つのスカラを提供し、これらは量子電荷と識別されます。我々が提案する反物質の基本的な幾何学的定義は次の通りです:

(2) z対称性:{ z i} ----> {- z i}

...4つの成分を持つ群[2]を用いて、このような条件下でz対称性はC対称性と結びつき、これはディラックの反物質[3]、[4]および[5]に対応しています。

フェインマンは反物質の別の説明を提案しました。その論理は以下の通りです。

...質量mと運動量pを持つ粒子の進化を考えると、そのエネルギーは:

(3)

この粒子が「双子の折り目」Fを通って状態1(P1)から状態2(P*2)へと移動すると仮定します。

私たちは空間のマーカーx = x1のみを保持します(x2 = 0およびx3 = 0とします)。この進化の振幅は:

(4)

(ここで、慣例的にc = h = 1とします)。

...この経路は我々の時空の折り目Fに共役な画像を持っています。PT対称性の効果により、FおよびF*の折り目にいる仮想観測者の「視覚」は異なります。Fの折り目にいる観測者にとって、質量mと運動量pを持つ粒子は、状態2から状態1(PとTはそれぞれ運動量にマイナス符号を追加)へと移動します。この運動は時間間隔Dt' = t'1 - t'2 = t2 - t1で、位置x2からx1へと行われます。

...例えば、左ヘリシティを持つニュートリノneがF*の折り目に移動するとき、Fの折り目の観点から見るとそのヘリシティは逆転し、反ニュートリノになります。

3) 完全拡張されたポアンカレ群への移行。

...フェインマンのアイデア(PT対称的な粒子)は、群に反時刻成分が存在することを意味しています。参考文献[1]および[2]に示されている群では、空間反転がすでに存在しています。これは基本的な正時ローレンツ群に含まれるためであり、光子とニュートリノの異なるヘリシティを考慮するために必要です。

我々は群を拡張し、時間反転行列を導入することができます:

(5)

...正時部分群の要素を乗算することによって、反時刻成分を構成することができます。しかし、より簡単に行うと:

(6)

...この群には必要なすべての成分(正時および反時刻)が含まれていますが、この記述はPT対称性(m = -1)を便利に示しています。

...これは8つの成分を持つ群(2 x 2 x 2)です。[2]の群は(6)の部分群であり、したがって[2]の群は[1]の群の部分群です。

共随伴作用は次のようになります:

(7)

繰り返しになりますが、スカラーc iは粒子の電荷に識別されます:

(8) {c i} = { q , cB , cL , cm , ct , v }

l = - 1は:

(9) z対称性:{z i} ----> {- z i}

繰り返しになりますが、z対称性は物質と反物質の二重性と同一視されます。

...この資料を用いて、さまざまな成分が運動量に与える影響を分析できます。反時刻項があるため、運動量空間はエネルギーが負の領域(E < 0)に拡張される必要があります。図1を参照してください。

. 図1 :正のエネルギーおよび負のエネルギーの領域を持つ運動量空間。