显然,在PCT的联合变换下,各自由场的拉格朗日密度也不变。由于PCT变换表示的对称性不是严格的,所以在一般情况下,如有多种场相互作用时,其相互作用的拉格朗日密度对于PCT的各独立变换就不一定是不变的。那么,对于PCT的联合变换,情况又将如何呢?在已得变换结果(4.126)~(4.131)式的基础上,结合前面讨论过的电磁作用的量子理论,就可以对该问题做进一步地讨论。
4.6.1PCT定理
可以证明,若所讨论的场是定域的,即场粒子是点粒子,且满足自旋统计关系,即自旋为整数的粒子满足玻色一爱因斯坦统计,自旋为半奇整数的粒子满足费米—狄拉克统计,则对于任意满足洛伦兹不变的相互作用的拉格朗日密度,在PCT的联合变换下一定是不变的,这就是PCT定理。
由PCT定理可得如下两方面信息,一是PCT定理不限于特殊的作用形式,对于任何作用,无论是强的、弱的,还是电磁作用,只要满足所需条件,PCT定理都成立,二是在PCT的三种分立变换中,只要有两种变换是不变的,另一种一定是不变的。反之,若两种变换的不变性是破坏的,另一种变换的不变性也一定是破坏的。
泡利与施温格(Schwinger)等曾对PCT定理给出过一般性的证明,这里将以洛伦兹规范下旋量场的电磁作用为例来对该定理予以证明。
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