素粒子物理学
弱い相互作用とCP対称性の破れ
弱い相互作用における離散対称性変換 C・P・T とCP対称性の破れを示します。各変換の前後で系を比較し、CP非対称度を調整して を確かめます。
器具
- 変換ボタン：元・C・P・T・CP
- CP非対称度とアニメーション速度のスライダー
- 粒子・反粒子過程の表示領域
手順
各変換を適用
「元」「C」「P」「T」を順に押して表示を見ます。C は粒子↔反粒子の交換、P は鏡像反射（空間反転）、T は時間反転です。元と「同じ」に見える場合（対称）と異なる場合を記録します。
CP の組合せ対称性を検証
「CP」を押して2つの操作を同時に適用します。「CP非対称度」を0にすると、CP変換後の系は元と一致 —— CP保存です。スライダーを徐々に上げると共役過程の確率が分かれ、 となります。
CPT定理との関係
異なる非対称度での CP 状態を見比べ、「アニメーション速度」で細部を追います。結論：K中間子で数パーミル程度の小さな CP 破れでも物質と反物質を区別でき、一方で CPT の組合せは局所的なローレンツ不変場の理論では厳密に保存されると考えられています。
シミュレーション
実験の歴史
1956年、ツン＝ダオ・リーとチェン＝ニン・ヤンは、鏡像対称性Pが弱い相互作用で未検証であると指摘し、呉健雄が1957年に偏極コバルト60のベータ崩壊でPの破れを確認しました。CP は残ると考えられましたが、1964年にジェームズ・クローニンとヴァル・フィッチが長寿命K中間子の2パイオン崩壊によるCP破れを発見（1980年ノーベル賞）。
1967年アンドレイ・サハロフは、物質優位の宇宙を説明する3条件の一つにCP破れを挙げました。1973年、小林誠と益川敏英は3世代のクォークならCKM行列に除去不可能なCP位相が許されることを示し、第三世代を発見前に予言しました（2008年ノーベル賞）。後にBファクトリー（BaBar、Belle）がB中間子での直接的CP破れを測定しました。