電荷共軛算符

電荷共軛算符是與時-空連續無關的內稟對稱性。狄拉克理論的粒子-空穴對稱性和斯圖克爾伯格（Stueckelberg）-費曼描述的粒子-反粒子對稱性是提出電荷共軛算符的依據。當所有粒子被它們的反粒子所取代時，電荷共軛不變性要求物理定律保持不變，電荷共軛首先正式用於電子和正電子，而後來又推廣套用於所有的粒子。

基本介紹

• 中文名：電荷共軛算符
• 外文名：Charge conjugation operator
• 定義：與時-空連續無關的內稟對稱性
• 套用學科：量子力學術語
• 範疇：數理科學
• 涉及：狄拉克理論

概念

電荷共軛算符是與時-空連續無關的內稟對稱性。狄拉克理論的粒子-空穴對稱性和斯圖克爾伯格（Stueckelberg）-費曼描述的粒子-反粒子對稱性是提出電荷共軛算符的依據。當所有粒子被它們的反粒子所取代時，電荷共軛不變性要求物理定律保持不變，電荷共軛首先正式用於電子和正電子，而後來又推廣套用於所有的粒子。

基本原理

電子場對應於荷電 和 稱為電子和正電子的兩種粒子。習慣上把電子和正電子分別看成粒子和反粒子，我們下面證明，粒子和反粒子除了有相反的電荷外，它們還扮演了對稱的角色。

在存在相互作用的情況下，得出的電子場方程組是：

如果我們在上式中用 代替 ，用 代替 得：

用這一場方程組來代替 和 式，所得到的理論除了電子和正電子地位將交換外，和原來的理論是一樣的。場算符 稱為 的電荷共軛。

以上二組場方程可以互相變化。因為 式的轉置是：

所以，在乘以有逆矩陣 的常數矩陣 之後得：

如果 且 ，則它將和 一致。根據矩陣表示有：

因此，將 取為 而 ，則式可被滿足。這裡附加在常數上的條件保證了是么正的。