Parzystość R

Z Wikipedii

Parzystość R – własność cząstek elementarnych, zdefiniowana jako:

R = ( - 1) 3(B - L) + 2 S

gdzie $B$ jest liczbą barionową cząstki, $L$ jej liczbą leptonową zaś $S$ – spinem. Przyjmujemy przy tym, że dla kwarków $B = 1 / 3$ , zaś dla antykwarków $B = - 1 / 3$ . Parzystość R jest multiplikatywną liczbą kwantową, tzn. parzystość R układu cząstek jest iloczynem parzystości jego składników.

Jak łatwo sprawdzić, dla wszystkich znanych obecnie cząstek elementarnych $R = + 1$ . wszystkie leptony i kwarki są bowiem fermionami, czyli mają spin 1/2. Z kolei wszystkie znane bozony, czyli cząstki o spinie całkowitym, mają zerowe liczby $B$ i $L$ .

Przystość R jest interesująca w kontekście hipotezy supersymetrii. Supersymetria przewiduje, że każda ze znanych cząstek ma swego supersymetrycznego partnera – cząstkę o tych samych liczbach kwantowych, ale o spinie różnym o 1/2. Tym samym dla wszystkich supersymetrycznych partnerów $R = - 1$ , parzystość R odróżnia więc cząstki "zwykłe" od "supersymetrycznych".

[edytuj] Zachowanie parzystości R

Większość modeli supersymetrycznych, w tym podstawowy tzw. minimalny model supersymetryczny postuluje bezwzględne zachowanie parzystości R we wszystkich oddziaływaniach. Ma to doniosłe konsekwencje:

cząstki supersymetryczne mogą być kreowane i anihilowane wyłącznie parami,
w rozpadzie cząstki supersymetrycznej musi powstać nieparzysta liczba cząstek supersymetrycznych,
(wniosek z poprzedniego punktu) najlżejsza cząstka supersymetryczna musi być trwała i nie może się samorzutnie rozpadać.

Zachowanie parzystości R gwarantuje, że nie jest możliwy proces, w którym dwa kwarki w protonie wymieniłyby s-kwark, zamieniając się przy tym w antylepton i antykwark. Proces taki prowadziłby do rozpadu protonu w nieakceptowalnie krótkim czasie (poniżej sekundy). Dzięki zachowaniu parzystości R proces taki jest zabroniony – kwark nie może wyemitować wirtualnego s-kwarku, ponieważ łamałoby to zasadę zachowania parzystości R.

W modelach supersymetrycznych zachowanie parzystości R jest de facto narzuconym zewnętrznie warunkiem, motywowanym koniecznością wyjaśnienia stabilności protonu, ale bez dobrego uzasadnienia teoretycznego. Można je jednak wytłumaczyć w kontekście szerszej teorii, na przykład wielkiej unifikacji lub teorii superstrun.

Zobacz też: parzystość