日本大百科全書(ニッポニカ) 「パリティ」の意味・わかりやすい解説
パリティ
ぱりてぃ
parity
量子力学において粒子のもつ属性の一つ。波動関数の対称性の一つで、偶奇性、反転性ともよび、量子力学的状態が空間反転によって符号が変わらない性質をもつ場合、この状態は偶（または正）のパリティをもつといい、符号が変わる場合は奇（負）のパリティをもつという。空間反転は空間座標の符号を変える変換を二度繰り返すと元に戻るので、空間反転演算子の固有値であるパリティは正か負の2種しかない。原子の状態は、それを決定する電磁相互作用がパリティを保存するので、偶または奇の定まったパリティをもった状態である。原子核を形成する核力はパリティを保存する強い相互作用なので、原子核の状態も定まったパリティの状態といえる。パリティを保存しない弱い相互作用が、パリティの異なった成分をわずかに（100万分の1以下の確率で）混在させるが、この微小成分を問題にしない通常の場合には、パリティの固有状態と考えてよい。例として原子や原子核の殻模型的状態を考えると、一粒子状態のパリティは軌道角運動量をlħ（ħは、プランク定数hを2πで割ったもの）とすると、(－1)lで表されるので、lの偶・奇で決まる。奇数のlをもつ粒子が奇数個含まれる状態は奇のパリティをもち、その他の場合には偶のパリティとなる。一般の場合には、この粒子状態を内部相対運動状態と読み替えればよい。すなわち、全系のパリティは、すべての内部相対運動状態のパリティの積で与えられる。
素粒子の場合には、電子や核子の個数が変わらない原子や原子核の場合と異なり素粒子の相互転化があるので、軌道運動のパリティに加えて、素粒子自身の固有パリティもあわせて考える。素粒子のようにふるまう粒子でも複合粒子とみなせる場合は、多粒子系の場合と同様である。ただし、クォークと反クォークの二体結合系とみなせる通常の中間子は、粒子と反粒子のパリティが相対的に逆であるので、軌道運動のパリティと逆の固有パリティをもつ。たとえば、相対S波の結合系とみなせる中間子（π(パイ)、η(エータ)、ρ(ロー)、ω(オメガ)）は負の固有パリティをもつ。また光子の固有パリティは負である。パリティ保存の過程では、始状態と終状態のパリティ（存在する素粒子の固有パリティと相対運動のパリティの積）は等しい。フェルミ粒子であるバリオンの場合には、2個のバリオン間では相対的なパリティの値のみが意味をもつ。保存則（重粒子数、電荷、ストレンジネス）の数だけ任意性があるので、なるべく物理的に自然な記述になるように、通常は陽子、中性子、Λ(ラムダ)粒子の固有パリティを正と指定し、パリティ保存則を用いて関与する素粒子のパリティを決める。レプトンが関与するのはパリティ保存を破る弱い相互作用なので、レプトンに固有パリティを指定するのは有意でない。パリティの定まった粒子または粒子系の状態の間の遷移では、遷移を引き起こす作用を表す演算子が空間反転で符号を変える（変えない）場合に対応して、パリティの変化がおこる（おこらない）という選択則が成立する。強い相互作用および電磁相互作用ではパリティは保存するが、弱い相互作用ではパリティの保存則が成立しない。弱い相互作用でのパリティ非保存は、K中間子の崩壊に関する研究が契機となって、理論的にT・D・リー（1926― ）とC・N・ヤン（1922― ）によって提唱され、1957年にコバルト60の原子核のβ(ベータ)崩壊でC・S・ウー（1912―1997）によって確認された。
［玉垣良三・植松恒夫］