breakplaining: Parität //2267

Schon sehr lange wollte ich ja mal über Symmetrien breakplainen, aber diese Thematik ist zu umfangreich. Deshalb beschränke ich mich jetzt erst mal auf die Parität.

Die Parität gibt an, wie ein System auf Raumspiegelungen reagiert: Bei P(-r) = P(r) spricht man von positiver Parität, P(-r) = -P(r) bezeichnet eine negative Parität. In der klassischen Physik ist die Parität eine Erhaltungsgröße (was nicht verwundert, wenn man das Noether-Theorem im Hinterkopf hat).
Sicher erinnert ihr euch noch an den Mathematikunterricht. Eine Achsensymmetrie entspricht positiver Parität, Punktsymmetrie negativer Parität. Dabei wird allerdings nur eine unabhängige Dimension betrachtet, es zeigt aber das Prinzip auf.
Eng verknüpft mit dem Paritätsoperator P ist das Verhalten unter Zeitspiegelungen T, wenn man also die Zeit rückwärtslaufen lässt. Solange keine stochastischen Effekte zum Tragen kommen, ist es der Natur ziemlich egal, in welche Richtung die Zeit läuft.
Schließlich gibt es noch die Ladungskonjugation C („charge“), bei der – einfach ausgedrückt – alle Teilchen durch ihr Antiteilchen ersetzt werden.
Führt man eine CPT-Transformation aus, tauscht also Teilchen durch Antiteilchen, spiegelt die Raumrichtungen und kehrt die Zeitrichtung um, bleibt bei klassischer Betrachtung CPT-Invarianz gewahrt.

Man ging also (zumindest bis irgendwann in der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts) davon aus, dass physikalische Abläufe die Parität erhalten.
Dann jedoch gab es Beobachtungen, die die Parität zu verletzen schienen. So war die sich ergebende Zerfallswinkelverteilung der abgestrahlten Elektronen einer radioaktiven Beta-Quelle in einem Magnetfeld anders als bei Umpolung des Magnetfelds.
Hier kommt die schwache Wechselwirkung ins Spiel. Offenbar unterscheidet die Natur doch zwischen links und rechts (was mir auch heute noch schwer fällt), denn nach unseren aktuellen Erkenntnissen gibt es nur linkshändige Neutrinos.

In der Mathematik versteht man unter Parität schlicht, ob eine Zahl gerade oder ungerade ist. Darauf beruht auch das Parity Bit in der Computerei, das angibt ob die Anzahl der Einsen in einer Bitfolge gerade oder ungerade ist. Es dient zur Kontrolle, ob die Daten korrekt übertragen wurden.