f4401 通过群在其动量空间上的共轭作用对物质和反物质进行几何化。3:狄拉克反物质的几何描述。在费曼和所谓的CPT定理之后对反物质的首次几何解释。. 让-皮埃尔·皮特和皮埃尔·米迪 马赛天文台 法国 ---
摘要。
...我们将反时序元素包含在动态群中。然后我们得到涉及T对称性的运动和动量,如PT对称运动和CPT对称运动。前者唤起费曼对反物质的设想,后者是所谓的“CPT定理”。但时间反演来自于共轭作用,它改变了质量与能量的符号。物质粒子的PT对称对象不再等同于费曼所认为的狄拉克反粒子。它是一个反粒子,但质量为负。CPT定理也是如此:物质粒子的CPT对称对象是一个物质粒子,但质量为负。
1) 引言。
...在以前的文章中([1]和[2]),我们给出了反物质的几何解释。物质和反物质被假定在十维空间中拥有各自的游戏空间{z i > 0}和{z i < 0}:
(1) { z 1 , z 2 , z 3 , z 4 , z 5 , z 6 , x , y , z , t}
由时空{ x , y , z , t }加上六个额外维度组成。光子的游戏空间对应于平面{z i > 0}。
...我们的十六维群提供了六个额外的标量,这些标量被识别为量子电荷。我们提出的反物质的基本几何定义对应于:
(2) z对称性:{ z i} ----> {- z i}
...通过一个四分量群[2],我们证明了在这些条件下,z对称性与C对称性相伴,这对应于狄拉克的反物质[3]、[4]和[5]。
费曼提出了反物质的另一种描述。其论点如下。
如果我们考虑一个具有质量m和动量p的粒子的演化,其能量为:
(3)
假设该粒子在“双折F*”中从状态1(P1)移动到状态2(P2)。
我们只保留一个空间标记x = x1(设x2 = 0和x3 = 0)。这种演化的幅度为:
(4)
(其中,按照惯例,c = h = 1)。
...这条路径在我们的时空折F中有一个共轭图像。由于PT对称性的影响,位于F和F*折中的假想观察者的“视野”会有所不同。对于位于F折中的观察者,该粒子具有质量m和动量p,从状态2移动到状态1(P和T各自给动量加一个负号)。这种运动发生在时间间隔Dt' = t'1 - t'2 = t2 - t1内,并从位置x2移动到位置x1。
...例如,一个左旋中微子ne在F*折中移动,从F折的“视角”来看,它的螺旋性将被反转:它将变成一个反中微子。
3) 转向完整的扩展庞加莱群。
...费曼的想法(PT对称粒子)意味着群中存在反时序成分。在参考文献[1]和[2]中提到的群中,空间反演已经存在,这是由于基本的正时序洛伦兹群中存在空间反演。这是为了考虑光子和中微子的不同螺旋性。
我们可以扩展群,引入时间反转矩阵:
(5)
...通过乘以正时序子群的元素,我们可以构建反时序成分。但让我们更简单地做:
(6)
...这个群包含了所有所需的成分:正时序和反时序,但这种写法方便地突出了PT对称性(m = -1)。
...这是一个八成分群(2 x 2 x 2)。参考文献[2]中的群是(6)的子群,因此参考文献[2]中的群是参考文献[1]中群的子群。
共轭作用被发现为:
(7)
再次,我们将标量c i 与粒子的电荷集对应:
(8) {c i} = { q , cB , cL , cm , ct , v }
l = - 1 实现:
(9) z对称性:{z i} ----> {- z i}
再次,z对称性被等同于物质与反物质的对偶性。
...有了这些材料,我们可以分析不同成分对动量的影响。由于我们有反时序项,我们的动量空间必须扩展到(E < 0)的动量区域。见图1。
. 图1 :包含正负能量区域的动量空间。
