Paritätsverletzung

Paritätsverletzung bezeichnet die Verletzung der Paritätssymmetrie, also der Spiegelung von Raumkoordinaten im physikalischen Prozess. Unter Parität versteht man die Invarianz eines Vorgangs gegenüber einer Links-Rechts-Spiegelung. In vielen Stoßprozessen der Natur bleibt diese Symmetrie erhalten, doch in der schwachen Wechselwirkung kommt es zu offensichtlichen Abweichungen, sodass Spiegelbilder anderermaßen verlaufen.

Historisch wurden Parität und ihre mögliche Verletzung lange als selbstverständlich angesehen. Im Jahr 1956 schlugen Tsung-Dao Lee und Chen-Ning Yang vor, dass Parität in schwachen Prozessen gebrochen sein könnte. Die experimentelle Bestätigung folgte 1957 mit dem Wu-Experiment, das die Betazerfälle von Cobalt-60 untersuchte: Die Elektronen erschienen bevorzugt in eine bestimmte Richtung relativ zum Kernspin, was die Parität verletzt. Weitere Bestätigungen kamen durch Experimente zu neutrinieller Helizität und später durch Untersuchungen der schwachen Neutralströme (neutral current) sowie Paritätsverletzungen in Elektronenstreuung.

Theoretisch erklärt sich die Verletzung durch die chiral geprägte Struktur der schwachen Wechselwirkung: Die Kopplung erfolgt überwiegend an linkshändige Fermionen (V-A-Theorie). Dadurch ist das Spiegelbild eines schwachen Prozesses kein äquivalentes Gegenstück mehr. Im Standardmodell der Teilchenphysik ist Parität damit eine fundamentale, aber nicht universelle Symmetrie: Sie gilt für starke und elektromagnetische Wechselwirkungen als erhalten, für die schwache Wechselwirkung jedoch nicht.

Bedeutung und Folgen: Paritätsverletzung war entscheidend für die Entwicklung der V-A-Theorie und die Standardmodellbeschreibung der Schwachen. Sie bildet zudem die Grundlage für weitere Symmetrie-Überlegungen wie CP- oder CPT-Verletzungen, die in kaonischen und anderen Systemen untersucht werden. Parität bleibt ein zentrales Konzept zur Verständnis der Interaktionstypen und ihrer jeweiligen Symmetrieeigenschaften.