Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Freitag, 31. Januar 2020

Wie sag ichs meinem Alien? Teil 7: Spieglein, Spieglein an der Wand

Die Natur liebt Symmetrien, aber wäre alles streng symmetrisch, gäbe es gleich viel Materie und Antimaterie und niemand könnte sich an Symmetrien erfreuen...(Ich bin mir sicher, dass sich Photonen nicht zu freuenden Wesen zusammenfinden können, und mehr als Photonen gäbe es bei Teilchen- Antiteilchen-Symmetrie nicht).

Folgende Symmetrien sind für uns wichtig:

C-Symmetrie: 
Tauscht man Teilchen T durch Antiteilchen AT  aus, bleibt alles beim Alten...

P-Symmetrie: 
Spiegelt man etwas (durch einen echten Spiegel im Raum), so ist der Spiegelvorgang identisch im Ablauf wie der ursprüngliche Vorgang

T-Symmetrie: 
Lässt man die Zeit rückwärts ablaufen, so ändert sich nichts...

Nun kommen wir zu den Kombinationen:

CPT -Symmetrie:
T gegen AT austauschen, Zeit rückwärtslaufen lassen und spiegeln...und schon läuft alles wie bisher..

Unsere bis höchste Genauigkeiten überprüften Modelle der Quantentheorie und der Relativitätstheorie würden nur funktionieren, wenn CPT-Symmetrie gilt.
Daran zweifelt niemand!

CP-Symmetrie:
T gegen AT austauschen und Spiegeln...

1956 zeigten Lee und Yang, dass die schwache Wechselwirkung (die für die Radioaktivität verantwortlich ist) die P-Symmetrie verletzt, Wu brachte im selben Jahr den experimentellen Nachweis dafür. Der gespiegelte Antimaterie-Prozess kann nicht stattfinden.
Im nächsten Post schieben wir dazu mal Infos rein...
Wenn P verletzt ist, dann wird aber vielleicht CP - Symmetrie erhalten sein?
Genau das ist auch nicht der Fall!

Wenn nun die CP-Symmetrie verletzt ist, dann muss auch die T-Symmetrie verletzt sein, damit CPT-Symmetrie gilt (die beiden Symmetrieverletzungen heben sich auf).
Es müsste also einen Unterschied machen, ob man Prozesse in die Zukunft oder in die Vergangenheit laufen lässt.

Die Verletzung der CP-Symmetrie gibt uns nun eine Möglichkeit Materie und Antimaterie absolut zu unterscheiden und das Kriterium auch unserem Alien zur Überprüfung und Anwendung zu benennen.

Das zu verstehen, wird Aufgabe der nächsten Posts sein...

Ich sagte ja, der Weg wird lang und steinig....aber in etwa 5...6 Posts haben wir es...

Jetzt müssen wir erst noch einmal etwas mehr über die schwache Wechselwirkung erfahren...und dazu brauchen wir beide Hände, die linke und die rechte..., weil...Quanten habenn auch zwei Hände...


Bild: E.Widmann, Hyper Structure of Antihydrogen, mit Ergänzungen von mir



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