Состояние частицы

Состояние частицы или системы частиц в квантовой механике характеризуется некоторой функцией координат и времени — волновой функцией, определяемой при решении уравнения Шредингера. Например, вероятность обнаружить частицу в данном месте равна квадрату волновой функции.

Четность состояния, или четность волновой функции, относительно пространственной инверсии положительна, если знак волновой функции не изменяется при замене положительных координат на отрицательные . Если ее знак при такой замене изменяется, то четность отрицательна. Четность функции — понятие давно и хорошо известное в математике. Например, функции У = cos а и У = Х2 четные. Замена а на —а и Х на —х не изменяет знака функции. А Функции У = sin а и У = Хъ нечетные: замена а на —А И Х на —Х изменяет знак У на —У. Из свойств уравнения Шредингера следует, что для всех случаев, когда сохраняется энергия системы или частицы, сохраняется и четность. Поэтому до 1957 г. закон сохранения четности считали столь же незыблемым, как и закон сохранения энергии. Схема всех процессов, при которых четность не сохраняется, отвергали аналогично тому, как уже давно отвергают без изучения любую схему вечного двигателя.

До сих пор мы не выявили физического смысла сохранения четности. Формальные утверждения и определения, вероятно, не проясняют сути дела. Закон сохранения четности означает, что природа не знает различия между правовинтовой и левовинтовой системами координат. В самом деле, замена всех положительных координат на отрицательные равносильна переходу от правовинтовой системы отсчета к левовинтовой. Но выбор системы отсчета — дело субъективное. Мы обычно пользуемся правовинтовой системой только потому, что к этому привыкли. Например, в правовпнтовой системе спин электрона направлен в определенную сторону. Но если бы мы определили его в левовинтовой системе, он глядел бы в противоположную сторону.