Ladungskonjugation

Als Ladungskonjugation (auch als Ladungssymmetrie oder C-Symmetrie bekannt) wird eine grundlegende Symmetrieoperation in der Quantenfeldtheorie bzw. Elementarteilchenphysik bezeichnet. Diese Operation verwandelt ein Teilchen in sein Antiteilchen, indem sie das Vorzeichen seiner elektrischen Ladung umkehrt.

Konkret bedeutet dies, dass bei der Anwendung der Ladungskonjugation auf ein Teilchen alle seine Eigenschaften unverändert bleiben, mit Ausnahme des Vorzeichens der elektrischen Ladung. Zum Beispiel wird ein Elektron mit negativer Ladung in ein Positron mit positiver Ladung umgewandelt oder ein positiv geladenes Proton in ein negativ geladenes Antiproton. Alle anderen Eigenschaften der jeweiligen Teilchen, wie z. B. deren Masse, bleiben dabei unverändert.

Die Ladungssymmetrie ist ein wichtiger Bestandteil vieler Theorien der Elementarteilchenphysik, insbesondere in Bezug auf die Vereinheitlichung der vier heute bekannten Grundkräfte der Physik. In einigen Fällen, insbesondere in der schwachen Wechselwirkung, wird diese Symmetrie allerdings verletzt, was zu wichtigen Folgen führt. Eine der bedeutendsten Konsequenzen ist die CP-Verletzung, die sich auf die gleichzeitige Verletzung der Ladungskonjugations- (C) und Paritätssymmetrie (P) bezieht. Diese Verletzung ist besonders relevant in der schwachen Wechselwirkung und spielt eine wichtige Rolle im Verständnis des beobachteten Materie-Antimaterie-Ungleichgewichts im Universum.

Siehe auch

• Ladungskonjugation - Artikel in der deutschen Wikipedia

Literatur

• Claude Itzykson, Jean-Bernard Zuber: Quantum Field Theory. McGraw-Hill, New York 1980, ISBN 0-07-032071-3.