The rise and fall of Parity 1952: « Nature doesnt make left-right distinction » Hermann Weyl, Symmetry, Wiley (1952) Summer 1956: « We have NO expérim.

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1 The rise and fall of Parity 1952: « Nature doesnt make left-right distinction » Hermann Weyl, Symmetry, Wiley (1952) Summer 1956: « We have NO expérim evidence that Weak Interactions do preserve parity. Lets test this ! » CN Yang & TD Lee, Phys Rev.104,254 (1956) 15 jan 1957: « A complete chapter of physics has been destroyed ». Isidor Rabi to NYTimes 1954-1956: the - puzzle 1956: C.S.Wu !! Phys.Rev.105(1957)1413

2 cristal CaF 2 carbone asymétrique (L.Pasteur) diatomée (algue unicell.)

3 V(x) 0 a deutéron Lopérateur Parité en MQ ordinaire 1/r½ kx 2 a/2 -a/2 Gaz de - (2D) ! [H;O]=0

4 Lexpérience dOersted (1820)… …le cauchemar d E.Mach ! « Comment laiguille aimantée peut-elle faire son choix entre droite et gauche ?» Attention aux symétries apparentes !

5 Quelle est limage-miroir dun B ??? 1) Utilisation classique: B est aux plans de sym. ( ) etaux plans danti-sym. 2) Recherche de ( )B: donc: et: càd: Conclusion: Vect.polaire: j = j- j Vecteur axial: B = -B + B ( )

6 Solution: ( ) Conforme à B=-B + B (x,y) (-x,y) ! ! ! ( )

7 LOpération Inversion dEspace r -r v -v L, S, M +L, S, M B +B Vecteurs polaires: changent de signe Vecteurs axiaux: inchangés IE

8 Attention ! (Inversion dEspace) = ( ) xy suivie de (R) 180/z ( ) réalise (x,y,z) (x,y,-z) (R) réalise ensuite (x,y,-z) (-x,-y,-z) z Invar. par (R) : conservation de la grandeur physique J Invar. par (I.E.): conserv. de la grandeur physique P z On représente souvent IE par une simple sym. miroir ( ) (car la Nature est invariante sous les rotations) (Ex dutilisation: on démontre la polarisation naturelle du baryon dans la réaction +pK°+ ° ) ( )

9 K + Signatures du chargé (Cecil F. Powell, Nobel 1950) puis e + 2 « Puzzle »

10 Notion de parité intrinsèque dune particule En Théo des Champs, une particule = un opérateur de chp Rappel: Transform.canoniques des opérateurs (en MQ): A=TAT -1 (« similitude ») si >=T > Donc P =e i.(-1) N pour lopérateur Parité: = P P -1 Parité intrinsèque du vide: +1 Classification des mésons (spin entier): Spin 0:0 + = Scalaire 0 - = Pseudo-scal. Spin 1: 1 + = Vecteur 1 - = Axial-vecteur Scal. Vect.

11 Détermination de la Parité du méson « Puzzle »: les modes K + 3 et 2 ont même masse et même durée de vie, mais PAS la même parité intrinsèque! Si cest une seule et même particule, lInt.faible viole la P …

12 Lexpérience

13 Le résultat t (min) 2 4 6 8 10 12 14

14 Brisure du « miroir » P ! (pôles N/Sud absolus !!!) On peut expliquer L/R aux extraterrestres! 60 Co Ni + e + 60 ee e (T=0.1°K) e jamais observé !

15 Autre exemple cardinal : - + p 1) Mystère des « traces en V» dans les cosmiques: produc. simultanée de partic.étranges - +p ° +K ° S: 0 0 -1 +1 B:0 1 1 0 Quarks (Gell-Mann,1964) 2) Le baryon est produit par Interaction Forte (S conservée) 3) Le se désintègre par Interaction Faible (10 -10 s, S et.. …. violation de la PARITE) Topologie intéressante !!

16 1) Production du ° - Par I.Forte (qui conserve la Parité) - Polarisation naturelle (par opp. à C.S.Wu: pol.par B) 2) Désintégration du °: p s MQ: Système préparé avec S // Oz P (observer S( ) ) = ? ° p + - Q: 0 1 -1 s: ½ ½ 0 B: 1 1 0 P :

17 Conséquences…. La Nature fonctionne avec une violation de P Violation MAXIMALE dans le cas du : la Nature ne connaît que les neutrinos « gauches » Le Modèle Standard des Particules Elémentaires inclut un lagrangien dInt.Faible qui: - ne contient QUE des L (et des D ) - ne retient demblée que les interactions faibles de la forme (1- 5 ) (PS. Le mystère reste entier…)

18 Produit P x C !! Ex: M.C.Escher

19 Produit P C T T C v S !!) P C.P.T = I 1956: P !! espoir: sauver CP ? 1964: CP dans syst. K°-K° ! (J.Cronin, V.Fitch : Nobel 1980) espoir: cas isolé ?? 2004: CP dans syst. B°-B° !! (BaBar/PEP, Stanford) T !!! !!!! espoir: explication Big-Bang? ?

20 Utilisation de la P : NMR ePR SR ! = 2.2 s