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CPT 定理

2026年10月15日1分で読めますAI生成教科書『基礎理論』第4部 第5章 離散対称性

AI 生成・木下が未勉強

場の量子論入門 第4部 第5章 §4.5.5 ★ 最も強い一般定理:3つを同時に掛けた変換は必ず対称性

定理 (CPT 定理 ★)

Lorentz 不変で局所的な場の理論が、Hermite なハミルトニアンをもち、スピン統計定理に従う統計で量子化されているならば、その理論は CC、PP、TT を同時に施す変換 CPTCPT の下で必ず不変である。

証明は与えない。前節の表で見たとおり、Lorentz スカラーになる相互作用項は添字を偶数個もつので CPTCPT の符号が +1+1 になる、というのが機構の要である。CC 単独、PP 単独、CPCP の組は破れうるが、3つの積は破れない。観測可能な帰結として、粒子と反粒子は質量と寿命が厳密に等しく、電荷と磁気モーメントが逆符号で大きさが等しい。K0K^0 と Kˉ0\bar K^0 の質量差はきわめて高い相対精度でゼロと一致しており、CPTCPT は物理学で最も精密に検証された対称性の1つである。また CPTCPT が成り立つ以上、CPCP が破れている系では自動的に TT も破れている。

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