CPT定理

物理定律似乎對粒子和反粒子一視同仁。更準確地講，如果粒子用反粒子替換，右手徵用左手徵替換，以及所有粒子的速度都反向，則物理定律不變。這被稱作CPT定理，並且它是任何合理的理論中都應該成立的基本假設的一個推論。

CPT定理 Theorem of CPT 量子場論和迄今所有的實驗都表明，無論是強相互作用和電磁相互作用，還是弱相互作用，在CPT聯合變換下物理規律總是不變的。即CPT是守恆的。

一個由中國科學院國家天文台和高能物理所研究人員組成的研究小組，提出了一種用宇宙微波背景輻射偏振檢驗CPT對稱性的新方法，並獲得重要成果－發現電荷-宇稱-時間反演(CPT) 對稱性破缺跡象。

現代宇宙學的研究表明，宇宙中存在着一種神秘的暗能量。如果這種暗能量隨宇宙的膨脹而演化，並與電磁場有某種相互作用（陳省身−西蒙斯相互作用），就有可能破壞CPT定理成立的條件，這會使光子的偏振方向在傳播中發生改變。宇宙微波背景輻射光子是我們能看到的來自宇宙最遙遠的光子，該小組設計出了一種用宇宙微波背景輻射偏振檢驗CPT對稱性的新方法，使檢測靈敏度大大提高。在用這種方法分析了美國WMAP衞星和Boomerang南極氣球實驗發表的最新數據後，該研究小組發現存在CPT對稱性破缺的跡象。如果這一發現得到未來實驗的進一步證實，將大大加深我們對自然界的對稱性的認識，並有助於我們瞭解宇宙暗能量的本質和正反物質不對稱性的起源。這一結果發表在最新一期國際物理屆的權威雜誌《物理評論快報》（Issue 9 June 2006）上，美國物理協會週刊Physical Review Focus為此作了專題報道。

在現代物理學中，對稱性規律佔據着核心地位。自從1956年李政道和楊振寧提出宇稱（左右）對稱性P在弱相互作用中不守恆以來，人們相繼發現，另外兩種重要對稱性即電荷正負對稱性C和時間反演對稱性T也不是嚴格守恆的。但是，在量子場論中可以嚴格證明，對於滿足狹義相對論的平直空間中的量子場，這三種對稱性的組合CPT是嚴格守恆的，這被稱為CPT定理。這一定理有很多重要的推論， 例如同一種場的正反粒子的質量和壽命相等，電磁性質相反。迄今為止在地面加速器上進行的實驗都證實了CPT守恆。