Квантовое число, описывающее симметрию волновой функции частицы относительно пространственной инверсии.Чётность — это квантовое число, описывающее, как волновая функция частицы ведёт себя при пространственной инверсии, то есть при замене всех пространственных координат (x, y, z) на (-x, -y, -z). Если волновая функция остаётся неизменной, чётность чётная (+1); если она меняет знак, чётность нечётная (-1). Чётность — фундаментальное свойство в квантовой механике, используемое для классификации частиц и их взаимодействий.
Понятие чётности было введено в квантовой механике в 1920-х годах Юджином Вигнером, который использовал его для классификации атомных спектров. В 1956 году Ли Чжэндао и Янг Чжэньнин предположили, что чётность не сохраняется в слабых взаимодействиях, что было экспериментально подтверждено Ву Цзяньсюн в 1957 году.
В квантовой механике оператор чётности P действует на волновую функцию ψ(r), давая ψ(-r). Если Pψ = ψ, чётность равна +1; если Pψ = -ψ, чётность равна -1. Для системы частиц полная чётность равна произведению чётностей каждой частицы и орбитальной чётности, которая зависит от квантового числа орбитального момента l: (-1)^l. Сохранение чётности в сильных и электромагнитных взаимодействиях означает, что чётность системы до и после реакции должна быть одинаковой, что является мощным правилом отбора.
Чётность используется в физике частиц для классификации мезонов и барионов, а в ядерной физике — для понимания ядерных энергетических уровней и переходов. Она также играет роль в квантовых вычислениях, где проверки чётности используются для коррекции ошибок.
Нарушение чётности в слабых взаимодействиях означает, что Вселенная обладает «хиральностью» — при некоторых ядерных распадах электроны испускаются с предпочтительным направлением спина, поэтому эксперимент Ву иногда называют «зеркальным экспериментом».
