パリティ対称性・とは？初心者にもわかるやさしい解説ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

パリティ対称性とは何か

パリティ対称性とは、物理の法則が鏡に映した世界でも同じように成り立つかを問う考え方です。パリティ操作は空間の位置ベクトルを r から -r に置き換える操作で、物体の左右や上下をひっくり返した鏡像を作ることに相当します。現象をこの鏡像としてたとえみても、同じ法則で起こるならパリティは保存されるといえます。

しかし自然界には左右の違いを認識させる現象もあり、すべての現象が鏡像と同じになるわけではありません。パリティ対称性の理解は、力の性質や物質の基本的な法則をつかむうえでとても大切です。

歴史と発見

20世紀中頃まで、物理学者はパリティ対称性が普遍的だと信じていました。ところが1956年の実験の結果、弱い相互作用においてパリティが破れることがわかりました。Wuのbeta崩壊の実験は電子の放出方向に偏りがあることを示し、鏡像にしただけでは同じ結果にならないことを示しました。これは、宇宙のしくみを理解するうえで大きな転換点となりました。

パリティが保存される場と破れる場

一般に電磁相互作用と強い相互作用ではパリティは保存されます。一方、弱い相互作用では保存されません。この違いは標準模型が力の性質をどう結びつけるかの核となる情報です。

対象となる相互作用	パリティの保存
電磁相互作用	保存
強い相互作用	保存
弱い相互作用	非保存

鏡像と粒子の基本的な考え方

鏡像を思い浮かべると、左右の向きが入れ替わることを実感します。物理の中で、位置の反転だけでなくスピンの向きや時間の流れ方も関係してくることがあります。パリティの話は、これらの量が実験でどのように観測されるかを考えるうえでの基盤になります。

身近な理解のコツとまとめ

日常生活の感覚にも鏡像という直感が活きます。粒子の世界では、左右の入れ替えが必ずしも同じ結果を生まない場合があることを知ると、パリティの意味がつかみやすくなります。実験で観測される現象の違いは、私たちの宇宙がどの力をどのように使っているかを示す重要な手がかりです。

まとめパリティ対称性は、鏡像の世界でも物理法則が成り立つかを問う基本的な考え方です。現在は、電磁・強い相互作用では保存されるのに対し、弱い相互作用では破れることを含め、自然界の力の性質を理解する手がかりとして重要とされています。

パリティ対称性の同意語

鏡像対称性: 空間の鏡像に映しても物理法則が変わらず成立する性質。鏡で映した形に対して現象が同じように表れることを指します。
鏡像反転対称性: 鏡像を用いた反転操作を行っても物理現象が不変である性質。
左右反転対称性: 左右を入れ替える操作をしても物理現象が同じように記述できる性質。
反転対称性: 原点を中心に反転させても物理法則が崩れない性質。
空間反転対称性: 三次元空間全体の座標を反転させても物理現象が変わらない性質。
パリティ不変性: パリティ変換をしても物理法則が不変である性質。
奇偶性対称性: 奇数・偶数の性質に基づく対称性で、パリティ変換に対応する性質。

パリティ対称性の対義語・反対語

パリティ非対称性: パリティ対称性が成立しない状態。空間反転を行っても物理法則や現象が同じにはならず、鏡像と現実の違いを示す。
パリティ破壊: パリティ対称性が破れる現象・過程。弱い相互作用などで観測される、鏡像と実在の差異が生じる現象。
鏡像非対称性: 鏡像と実際の状態が区別される性質。鏡像を別物として扱える状態を指す。
鏡像不対称性: 鏡像が元と同一でない性質。鏡像と現実の間に非対称性が存在することを表す。
鏡像対称性の破れ: 鏡像対称性（鏡像をそのままの自分と同一と見なす性質）が成立しないことを指す表現。
左右非対称性: 左右方向で性質が異なる状態。パリティ非対称性の直感的な表現として使われることが多い。
手性非対称性: 手性（左手系と右手系）に偏りがあり、鏡像と同一には扱えない性質。手のひらきや指向性が左右で異なる状況を示す。
パリティ非保存: パリティが時間発展の過程で保存されない状態。パリティが変化する現象を指す表現。

パリティ対称性の共起語

鏡像対称性: 鏡に映した場合でも物理法則が同じように成り立つ性質のこと。パリティ対称性の中心となる考え方で、空間反転後の現象が元の現象と同じかを問います。
宇称: パリティ（Parity）の日本語表現の一つ。鏡像反転を用いた対称性の議論で頻繁に登場します。
鏡像反転: 空間を左右・前後など鏡像的に反転させる操作。パリティの定義に直結する変換で、物理量の変化を観察する際の基本要素です。
反転対称性: 空間反転をしても物理法則が変わらない性質。パリティ対称性の別名・関連語として使われます。
パリティ: 空間反転を表す演算子やその性質の総称。鏡像世界と実世界が同じ法則で記述されるかを示す指標です。
キラリティ: 物質の左右非対称性（ chirality ）のこと。パリティと深く関係し、手の左右差のような現象を説明する際に出てくる用語です。
弱い相互作用: 素粒子の基本的な力の一つ。パリティ対称性が破れる現象が特にこの力で観測され、パリティ破れの現象を生み出します。
パリティの破れ: パリティ対称性が成り立たない現象のこと。弱い相互作用での実験的証拠が有名です。
量子力学: 粒子の挙動を確率的に記述する基本理論。パリティの性質や対称性の扱いは量子力学の枠内で議論されます。
量子場理論: 量子力学と相対論を統合した現代の理論枠組み。パリティ対称性はこの理論の中で重要な対称性の一つとして扱われます。
CPT対称性: 荷荷反転・時間反転・パリティを同時に適用した場合にも物理法則が不変とされる対称性。パリティを含む対称性の拡張として重要です。
奇偶性: 偶数・奇数の性質を指す語。物理の文脈ではパリティと関連して用いられることが多いです。
対称性: 法則が形を変えずに成り立つ性質の総称。パリティは対称性の一種として位置づけられます。

パリティ対称性の関連用語

パリティ対称性: 空間の座標を原点を中心に反転させたときでも物理法則が変わらず成立する性質。鏡像の世界でも同じ法則が適用されるかを問う基本的な対称性の一つ。
パリティ変換: 座標を (x, y, z) から (−x, −y, −z) に反転させる鏡映操作のこと。量子状態ではパリティ演算子 P によって実装される。
鏡像対称性: 鏡像の世界でも物理法則が同じように成立する性質。パリティ対称性と強く結びつく別名として使われることがある。
空間反転対称性: 空間全体を反転させたとき物理法則が変わらないことを指す、パリティ対称性の別称。
反転対称性: 空間を反転させたときの対称性の総称。パリティ対称性と同義に使われることが多い。
奇関数: 関数 f が f(−x) = −f(x) を満たす場合の性質。原点を中心に反転すると符号が反転する。
偶関数: 関数 f が f(−x) = f(x) を満たす場合の性質。原点を中心に反転しても符号は変わらない。
奇偶性: 関数や量が奇関数・偶関数として持つ性質。parity の日本語表現全般を指す総称。
手性: 粒子の左右の性質。パリティ変換により左右が入れ替わることが多く、低次元の運動や相互作用で重要な役割を果たす。
パリティ演算子: パリティ変換を実装する演算子。P の性質として P^2 = I、状態を偶性(+1)または奇性(-1)に分類する。
パリティ固有値: パリティ演算子の固有値。状態が偶性(+1)または奇性(−1)を持つことを表す絵柄。
パリティ破れ: パリティ対称性が成立しない現象。特に弱い相互作用で観測されたパリティの非対称性（破れ）を指す。
CP対称性: C（電荷共役）とP（パリティ）の組み合わせに対する対称性。物理法則がこの変換後も成り立つかを問う概念。
CPT定理: C、P、T の同時変換（時間反転 T を含む）に対する対称性。局所的・洛倫ツ的な量子場理論では必ず成立するとされる基本定理。
Z2対称性: パリティ対称性を二要素の群 Z2 で表現する考え方。P^2 = I という性質から成り立つ離散対称性。
点反転対称性: 点を中心に空間を反転させる対称性。結晶や分子の対称性分類で重要な概念。