Imparitäts

Imparität, im physikalischen Sprachgebrauch oft Parität genannt, bezeichnet eine diskrete räumliche Symmetrie, die eine Inversion der Raumkoordinaten um den Ursprung umfasst. Unter der Paritätsoperation P wird eine Wellenfunktion psi(r) auf P psi(r) = psi(-r) abgebildet. Zustände, die bei dieser Transformation nur ihr Vorzeichen ändern, besitzen definierten Paritätswert: gerade Parität (+1) oder ungerade Parität (−1). Der Paritätoperator ist hermitesch und unitär; seine Eigenwerte sind ±1.

Parität ist in vielen physikalischen Prozessen erhalten. In Systemen mit Paritätserhaltung bleibt die Gesamtparität einer Reaktion oder eines Übergangs invariant. In der Quantenmechanik führen solche Symmetrieeinschränkungen zu Auswahlregeln für Übergänge: Beispielsweise verlangt ein elektrischer Dipolübergang in der Regel einen Paritätswechsel zwischen den beteiligten Zuständen, während andere Übergänge auch gleiche Parität zulassen.

Einbruch der Parität zeigte sich erstmals in der schwachen Wechselwirkung. Das Wu-Experiment zum β-Zerfall von Cobalt-60 (1957) belegte eine gerichtete Elektronenemission relativ zum Kernspin und damit eine Spiegelungssymmetrieverletzung. Die Paritätverletzung ist seither ein fester Bestandteil der V−A-Struktur der schwachen Interaktion und ein integraler Bestandteil des Standardmodells der Teilchenphysik.

Neben der Teilchenphysik spielt Parität auch in der Molekular- und Festkörperphysik eine Rolle: Symmetriezentren bestimmen die Parität von Zuständen, und Paritätsfragen beeinflussen Spektren, Übergänge und elektronische Strukturen.