[科普中国]-电荷共轭算符

概念

电荷共轭算符是与时-空连续无关的内禀对称性。狄拉克理论的粒子-空穴对称性和斯图克尔伯格（Stueckelberg）-费曼描述的粒子-反粒子对称性是提出电荷共轭算符的依据。当所有粒子被它们的反粒子所取代时，电荷共轭不变性要求物理定律保持不变，电荷共轭首先正式用于电子和正电子，而后来又推广应用于所有的粒子。1

基本原理电子场对应于荷电 和 称为电子和正电子的两种粒子。习惯上把电子和正电子分别看成粒子和反粒子，我们下面证明，粒子和反粒子除了有相反的电荷外，它们还扮演了对称的角色。

在存在相互作用的情况下，得出的电子场方程组是：

如果我们在上式中用 代替 ，用 代替 得：

用这一场方程组来代替 和 式，所得到的理论除了电子和正电子地位将交换外，和原来的理论是一样的。场算符 称为 的电荷共轭。

以上二组场方程可以互相变化。因为 式的转置是：

所以，在乘以有逆矩阵 的常数矩阵 之后得：

如果 且 ，则它将和 一致。根据矩阵表示有：

因此，将 取为 而 ，则式可被满足。这里附加在常数上的条件保证了是幺正的。2