強いCP問題
量子色力学 (Quantum Chromodynamics, QCD) は、 S U ( 3 ) {\displaystyle SU(3)} ゲージ対称性にもとづく非可換ゲージ理論である。クォークはディラック場により記述されるスピン1/2のフェルミオンであり、 S U ( 3 ) {\displaystyle SU(3)} ゲージ変換に対しては基本表現(定義表現)に従って変換される。クォークには、u、d、s、c、b および tの6種類があり、このクォークの種類はフレーバーと呼ばれる。クォーク場 q {\displaystyle q} のラグランジアンは、和をフレーバーに関する和として
L Q C D , q = ∑ f q ̄ f ( i γ μ D μ − m f ) q f {\displaystyle {\mathcal {L}}_{\mathrm {QCD,q} }=\sum _{f}{\bar {q}}_{f}(i\gamma ^{\mu }D_{\mu }-m_{f})q_{f}}
により与えられる。 A μ a {\displaystyle A_{\mu }^{a}} がグルーオン場である。
強い CP 問題は QCD の真空状態として CP 対称性を破る状態がありうることに由来する。このような真空状態の可能性は U ( 1 ) {\displaystyle U(1)} 問題として知られる問題を解決する過程で発見された 。
強いCP問題(つよいCPもんだい、英: Strong CP problem)とは、強い相互作用を記述する量子色力学(QCD)はCP対称性を破るのが自然であるにもかかわらずCP対称性が成立しているように見えるのはなぜか、という素粒子物理学の問題である。強いCP問題は理論の自然さ(英語版)を問う微調整(英語版)問題での一つである。強いCP問題は物理学の未解決問題のひとつとみなされている。