Techniklexikon

CPT-Theorem

Lüderssches Theorem, fundamentale Aussage der Quantenfeldtheorie, nach der alle Naturgesetze gegenüber der kombinierten Anwendung von Ladungskonjugation C, Parität P und Zeitumkehr T, d.h. der antiunitären Transformation CPT, invariant sind (CPT-Invarianz). Eine Konsequenz des CPT-Theorems ist die Gleichheit der Massen und der Lebensdauern von Teilchen und Antiteilchen. Bis zur Entdeckung der Verletzung der Parität (1956) glaubte man an die Invarianz der Naturgesetze gegenüber jeder einzelnen der Transformationen C, P und T, dann an die Invarianz gegenüber der kombinierten Transformation CP und der Zeitumkehr T. 1964 wurde jedoch beim -Zerfall die Verletzung der CP-Invarianz nachgewiesen (CP-Verletzung); wegen des CPT-Theorems hat diese die gleichzeitige Verletzung der Invarianz gegenüber der Zeitumkehr zur Folge. Der Beweis des CPT-Theorems beruht auf einigen wenigen, sehr plausiblen Grundannahmen wie etwa Kausalität, Lokalität und Lorentz-Invarianz jeder Feldtheorie sowie Hermitezität der zugehörigen Lagrange-Dichte. Die Voraussetzungen des CPT-Theorems selbst sind nicht beweisbar, sie sind jedoch so grundlegend, dass an ihrer Gültigkeit nur schwer gezweifelt werden kann. Die beobachtete Verletzung früher ebenfalls als unumstösslich betrachteter Symmetrien (Parität, CP) legt jedoch nahe, dass auch die CPT-Symmetrie experimentell überprüft werden muss. Die genauesten Schranken liefern die Massendifferenz zwischen den neutralen Kaonen,  und der Vergleich der anomalen magnetischen Momente von Elektron und Positron.