Activit

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The rise and fall of Parity
1952 Nature doesnt make left-right
distinction Hermann Weyl,
Symmetry, Wiley (1952)
1954-1956 the t-q puzzle
Summer 1956 We have NO expérim evidence that
Weak Interactions do preserve
parity . Lets test this ! CN Yang
TD Lee, Phys Rev.104,254 (1956)
1956 C.S.Wu !! Phys.Rev.105(1957)1413
15 jan 1957 A complete chapter of physics
has been destroyed . Isidor Rabi to
NYTimes
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diatomée (algue unicell.)
carbone asymétrique
(L.Pasteur)
cristal CaF2
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Lopérateur Parité en MQ ordinaire
1/r
½ kx2
V(x)
Gaz de- (2D)
deutéron
0
-a/2
!
a
a/2
HO0
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Lexpérience dOersted (1820)
Attention aux symétries
apparentes !
le cauchemar d E.Mach ! Comment laiguille
aimantée peut-elle faire son choix entre droite
et gauche ?
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Quelle est limage-miroir dun B ???
1) Utilisation classique B est aux
plans de sym. (S) et aux plans danti-sym. 2)
Recherche de (S)B
(S)
donc
et
Conclusion Vect.polaire j j - j Vecteur
axial B -B B
càd
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Solution
(S)
(-x,y)
(x,y)
(S)
Conforme à B-B B
! ! !
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LOpération Inversion dEspace
IE
r -r v
-v L, S, M L, S, M B
B
Vecteurs polaires changent de signe Vecteurs
axiaux inchangés
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Attention !
(S)
(Inversion dEspace) (S)xy suivie de (R)180/z
(S) réalise (x,y,z) (x,y,-z) (R) réalise
ensuite (x,y,-z) (-x,-y,-z)
Invar. par (R) conservation de la grandeur
physique J Invar. par (I.E.) conserv. de la
grandeur physique P
On représente souvent IE par une simple sym.
miroir (S) (car la Nature est invariante sous
les rotations)
(Ex dutilisation on démontre la polarisation
naturelle du baryon Lo dans la réaction p
p K L)
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Puzzle t-q

K
p m n
puis
m e 2 n
Signatures du p chargé (Cecil F. Powell, Nobel
1950)
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Notion de parité intrinsèque dune particule

• En Théo des Champs, une particule un opérateur
  de chp j
• Rappel Transform.canoniques des opérateurs (en
  MQ)
• ATAT-1 ( similitude ) si ygtT ygt
• Donc Peid.(-1)N pour lopérateur Parité j
  P j P-1
• Parité intrinsèque du vide 1
• Classification des mésons (spin
  entier)

Spin 0 0 Scalaire 0-
Pseudo-scal. Spin 1 1 Vecteur 1-
Axial-vecteur
Scal.
Vect.
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Détermination de la Parité du méson p
Puzzle les modes K 3p et 2p ont même
masse et même durée de vie, mais PAS la même
parité intrinsèque! Si cest une seule et même
particule, lInt.faible viole la P
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Lexpérience
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Le résultat
g
b
2 4 6 8 10 12 14
t (min)
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Brisure du miroir P !
jamais observé !
e
n
(T0.1K)
e
e
e
(pôles N/Sud absolus !!!)
n
On peut expliquer L/R aux extraterrestres!
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Autre exemple cardinal L p- p
1) Mystère des traces en V dans les
cosmiques produc. simultanée de
partic.étranges p-p LK S 0 0
-1 1 B 0 1 1 0 Quarks
(Gell-Mann,1964)
2) Le baryon L est produit par Interaction Forte
(S conservée)
3) Le L se désintègre par Interaction Faible
(10-10s, DS et.. . violation de la PARITE)
Topologie intéressante !!
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1) Production du L
- Par I.Forte (qui conserve la Parité) -
Polarisation naturelle (par opp. à C.S.Wu
pol.par B)
L p p-
2) Désintégration du L
Q 0 1 -1 s ½ ½ 0 B
1 1 0 P
q
sL
p
MQ Système préparé avec S // Oz P
(observer S(q) ) ?
p
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Conséquences.

• La Nature fonctionne avec une violation de P
• Violation MAXIMALE dans le cas du n
• la Nature ne connaît que les neutrinos
  gauches
• Le Modèle Standard des Particules Elémentaires
• inclut un lagrangien dInt.Faible qui
• ne contient QUE des nL (et des nD)
• ne retient demblée que les
• interactions faibles de la forme y(1-g5)y

(PS. Le mystère reste entier)
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Produit P x C !!
Ex M.C.Escher
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Produit P C T
1956 P !! espoir sauver CP ?
P
?
1964 CP dans syst. K-K ! (J.Cronin, V.Fitch
Nobel 1980) espoir cas isolé
??
(n
!!)
T
C
2004 CP dans syst. B-B !! (BaBar/PEP,
Stanford)
T !!! !!!!
espoir explication Big-Bang?
C.P.T I
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NMR ePR mSR !
Utilisation de la P
t 2.2 ms