Juftlik-sistema (atom, atom yadrosi, adron, elementar zarra)ning ko’zgu qaytishdagi holatini ifodalaydigan kvant son. Tabiat qonunlarining simmetriyasi maqolasida geometrik tabiatga ega simmetriyalar haqida fikr yuritiladi. Ma’lumki, bizning fazo bir jinsli va izotrop, ya’ni unda biror-bir ajratilgan nuqta va ajratilgan yo’nalish yo’q, ularning hammasi teng huquqlidir. Istagan yopiq fizik sistemani fazoning ixtiyoriy nuqtasiga ko’chirish yoki uni istalgan burchakka burish mumkin, lekin bu biron-bir fizik natijaga olib kelmaydi: fizika qonunlari bunday almashtirishlarda o’zgarmaydi. Bunday hollarning har birida simmetriyaning bunday xili bilan bog’liq bo’lgan saqlanuvchi (o’zgarmas) kattaliklar mavjud bo’ladi: geometrik simmetriyaga energiya, impuls va harakat miqdori momentining saqlanish qonunlari mos keladi. Geometrik almashtirishlarni ravon bajarish mumkin, chunki ular uzluksiz xarakterga ega.

Uzluksiz almashtirishlardan tashqari diskret almashtirishlar ham mavjud, ularni ravon bajarish mumkin emas. Haqiqatan, biz sistemani biron-bir burchakka «sal-pal» burishimiz mumkin, lekin uni ko’zguda «sal-pal» aks ettirib bo’lmaydi. Diskret almashtirishlar orasida R, S va T operatsiyalar muhim rol o’ynaydi.

R operatsiya («juftlik»ni bildiradigan inglizcha so’zning birinchi harfidan olingan) nuqtaga nisbatan ko’zgu qo’yishdan, ya’ni koordinata boshidan o’tuvchi uchta o’zaro perpendikulyar tekislikka nisbatan bir vaqtda qaytishdan iborat. Biz oddiy ko’zguga qaraganimizda, koordinata o’qlaridan faqat bittasi, ya’ni ko’zgu tekisligiga perpendikulyar yo’nalgani o’z yo’nalishini o’zgartirishini ko’ramiz. Lekin bundan tashqari, koordinatalar sistemasini bu o’q atrofida 1800 ga bursak, O operatsiyasi hosil bo’ladi.

Uzoq vaqt olimlarga ko’zgu qaytishga nisbatan fizika qonunlarining simmetriya g’oyasi tabiiy bo’lib ko’rindi. Tajribalar ham «ko’zgu orqasidagi» dunyo bizning dunyodan hech narsa bilan farq qilmasligini tasdiqladi. Odatda saqlanadigan (o’zgarmaydigan) kattalik-fazoviy juftlik bu simmetriya bilan bog’langan. Kvant sistema (Kvant mexanika) to’lqin funktsiya ψ(x) bilan tavsiflanadi. Barcha kuzatilayotgan kattaliklar to’lqin funktsiya moduli bilan aniqlanadi. Zarra, aytaylik, ko’zguda qurilayotgan π-mezon, o’sha π= mezonligicha qolishi kerak (Adronlar). Boshqacha aytganda, zarraning to’lqin funktsiyasi R qaytish operatsiyasida ahamiyatsiz ko’paytuvchi Rψ=ηψ gagina o’zgaradi. Ikki marta qaytarilgan R operatsiya sistemani dastlabki holatiga qaytaradi, bundan η ko’paytuvchi faqat ±1 qiymatnigina qabul qilishi mumkinligi kelib chiqadi.

r²ψ+R(Rψ)+R(ηψ)+ η²&psi+&psi, η=±1

Shunday qilib, zarraga aniq (musbat yoki manfiy: η=±1 ) ichki juftlikni qo’shib yozib qo’yish mumkin.

Ko’p yillar tabiat qonunlari simmetriyasining ko’zgu qaytish operatsiyasiga nisbatan to’g’riligiga shubha qilinmadi. Albatta, o’ng va chap tomonlar orasidagi farq makroskopik darajada ma’lum edi (bu yerda o’ng va chap qo’llar, miya yarim sharlari, DNK-dezoksiribonuklein ksilotalar molekulalari va b.). Biroq kuzatilayotgan assimetriya boshlang’ich shartlardagi biron-bir farqqa tegishli bo’lib, zarralarning barcha xossalari mikrodunyoda simmetrik holda bo’ladi.

1956 yilda xitoy fiziklari Li Szundao va Yan Chjen-nin ahvolni tahlil qildilar va fazoviy juftlikning saqlanishi eksperimentlarda faqat kuchli va elektromagnit o’zaro ta’sirlar uchungina tasdiqlanganini aniqladilar. Kuchsiz o’zaro ta’sirlarda juftlik saqlanmaydi, degan taxminlar aytilgan. 1957 yildayoq Vu Szyan-syun o’z xodimlari bilan tajribalarda beta-emirilishda juftlikning saqlanmaslik effektini ochib, yuqoridagi taxminni tajribada tasdiqladi.

Bu tajribalarni tushunish uchun ko’zgu qaytishda vektorlar bilan nima sodir bo’lishini tasavvur etaylik. Ma’lumki, zarralarning koordinatlari bunda ishorasini o’zgartiradi: . Bunday hodisa zarralar tezliklari, demak, ularning impulslari bilan ham sodir bo’lishi aniq. Ko’zgu qaytishda ishorasini o’zgartiradigan vektorlarni qutbiy vektorlar deyiladi. Biroq R operatsiya ta’sirida o’zgarmaydigan aksial vektorlar ham mavjud. Unga aylanish bilan u yoki bu tarzda bog’liq bo’lgan vektorlar: burchak tezlik, harakat miqdori momenti, spin kiradi.

Endi yana Vu Szyan-syun tajribasiga qaytaylik. Bu tajribada kobalt yadrosining beta-emirilishida chiqadigan elektronlar oqimining intensivligi o’lchangan: . Bunda spini z o’qi bo’yicha yo’nalgan qutblangan holatdagi kobalt yadrosidan foydalanilgan. Elekton yadro spini yo’nalishi bo’yicha uchib chiqadi degan ehtimollik mavjud. Ko’zgu qaytishda elektron impulsi ishorasini o’zgartiradi, ya’ni u yadro spini yo’nalishiga qarama-qarshi tomonga uchib chiqadi. Agar tabiat qonunlari R operatsiyaga nisbatan simmetrik bo’lsa, u holda ikkala protsessning bo’lish ehtimoli bir xil bo’ladi. Tajribada esa yadro spini bo’yicha uchib chiqqan elektronlar oqimining intensivligi qarama-qarshi tomonga uchib chiqayotgan elektronlar oqimining intensivligidan kichik ekani aniqlandi.

Juftning saqlanmasligi effektlari neytrino chiqayotgan kuchsiz protsesslarda ayniqsa yaqqol ko’rinadi (Neytrino, Leptonlar) Gap shundaki, neytrino-juda o’ziga xos zarralar, chunki ularning massalari juda kichik, balki nolga ham teng bo’lishi mumkin; neytrino amalda hamisha yorug’lik tezligiga yaqin tezlikda – xuddi fotonlarga o’xshab harakatda bo’ladi. Ma’lum bo’lishicha, neytrinoning spini har doim impulsga qarshi yo’nalgan, antineytrinoda esa impuls bo’yicha yo’nalgan bo’ladi. Neytrino-«chap spirallik» zarra, ya’ni chap rezbali vintni eslatadi deyishadi. Uning antizarrasi esa «o’ng spirallik»ka ega o’ng rezbali vint. Bularning hammasi β=emirilishda va π⁺→μ⁺+v_μ yemirilishda chiqadigan neytrinoning spiralligini aniqlaydigan eksperimentlarda belgilandi. Neytrino chiqaradigan ko’zgu tasvirli protsess tabiatda mavjud bo’lmagan zarra-spini impuls bo’yicha yo’nalgan neytrino (o’ng spirallikka) ega neytrinoni chiqaradigan protsess bo’ladi. Boshqacha aytganda, tabiatda ko’zgu protsessi bo’lmaydi (yoki juda bo’lmaganda, u juda kuchli bostirilgan bo’ladi).

Juftlikning saqlanmasligi ochilishi bilan bir vaqtda, boshqa zaryad qo’shmali operatsiyasi S ga («zaryad»ni bildiradigan inglizcha so’zning birinchi harfidan olingan) nisbatan tabiatning aniq simmetriyasi rad etildi. Zarralar S operatsiyasida antizarralarga almashadi, ya’ni barcha zaryadlar ishorasini o’zgartiradi. Barcha zaryadi nolga teng va shuning uchun o’z antizarralari (foton, pi;⁰&-mezon va b.) bilan mos bo’lgan haqiqiy neytral zarralarga ma’lum zaryad juftlikni yozish mumkin: ularning to’lqin funktsiyalari S operatsiyasida ±1 ko’paytuvchiga ega bo’ladi (bu yerdagi mulohazalar ham fazoviy juftlik holatidagina o’xshash). Kuchli va elektromagnitik o’zaro ta’sirlardagi zaryad juftligining saqlanishi elementar zarralarning yemirilish reaktsiyasida ma’lum cheklanishga olib keladi.

1950 yillarda R-simmetriyasi buzilishining ochilishi fiziklarda katta taasurot qoldirdi, chunki bu kashfiyot ko’zguda aks etishga nisbatan fazoning assimetriyaligini bildiradi, bu hol o’sha paytda juda g’alati tuyulgan edi. SR kombinatsiyalangan operatsiya (bunda bir vaqtda o’ng chap bilan va zarra antizarra bilan almashtiriladi) ko’rilayotganida bu holdan qutulishning iloji topilgandek bo’ldi. Barcha zarralarni antizarralar bilan almashtiriladigan ko’zguda aks etishni fizik olim L.D.Landau kombinatsiyalangan inversiya deb atadi. Olimlar fazoning simmetriyaligini saqlashga, barcha assimetriyani esa elektr va boshqa zaryadlarga ko’chirishga urinib ko’rdilar. Masalan, SR operatsiya qarama-qarshi spinli va impulsi neytrinoni parallel spinli va impulsni real mavjud antineytrinoga aylantiradi. Bunday nazariyaga ko’ra, dunyo alohida-alohida S- va R- operatsiyalariga nisbatan simmteriyaligini yo’qotib, SR-ga nisbatan simmetrikligicha qoldi. Antizarralarga esa ko’zguda aks etgan zaryad qo’shmali zarralar sifatida qarala boshladi.

1964 yilda J.Kronni va V.Fitch neytral K0-mezonlarning yemirilishiga oid tajribalarda SR kombinatsiyalangan aks etishga nisbatan simmetriyaning buzilish effektini oshkor qildilar. Bu tajribalarda uzoq yashovchan K-mezonning (SR juftligi manfiy) ikkita π-mezonga (bu sistemaning juftligi musbat) bo’linishi kuzatildi. SR-simmetriyaning buzilishiga qaysi o’zaro ta’sir sababchi ekanligi hozirgacha ma’lum emas. Bu effektni boshqa sistemalarda topishga urinish, neytral K-mezonlardagidek, hali natija bergani yo’q. SR-simmetriya buzilishining sabablari haqidagi masalani yechish fundamental ahamiyatga egadir. Keyingi paytlarda fanda SR-simmetriyaning buzilishi tufayli Koinotda modda va antimoddadagi ajralish sodir bo’ldi, degan mulohaza mustahkam o’rin olmoqda, busiz faqat ongli hayotgina emas, balki sayyoralar, yulduzlar va galaktikalar ham mavjud bo’lmasa edi.

SR-simmetriya T operatsiyaga nisbatan uchinchi diskret simmetriya bilan uzviy bog’langan. T operatsiya (bu nom «vaqt»ni ifodalaydigan inglizcha so’zning birinchi harfidan olingan) ko’rilayotgan sistemaning barcha harakat tenglamalaridagi vaqt belgisini teskariga almashtirib chiqarishdan iboratdir. T operatsiyaga nisbatan simmetriya sistemaning mumkin bo’lgan istalgan harakati uchun unga teskari, vaqt bo’yicha qaytarilgan harakat ham mavjudligini bildiradi. Bunda sistema o’sha holatni o’tadi, biroq teskari tartibda o’tadi. Makroskopik holda bunday simmetriya mavjud emas: masalan, inson yoshi o’tgan sari, afsuski, yosharmaydi. Oddiy fizik sistemalarda T-simmetriya shubha uyg’otmaydi. SR-simmetriya buzilishining ochilishi deyarli avtomatik ravishda vaqtning qaytarilishiga nisbatan simmetriya buzilishini ham bildiradi. Kvant nazariyaning eng umumiy printsiplaridan ma’lumki, barcha uchta SRT operatsiyaning birgalikdagi ta’sirlariga nisbatan fizik qonunlarning aniq simmetriyasi kelib chiqadi.