關于什么叫宇稱不守恒,什么是宇稱不守恒 是誰發(fā)現(xiàn)的這個問題很多朋友還不知道,今天小六來為大家解答以上的問題,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
1、宇稱不守恒定律是指在弱相互作用中,互為鏡像的物質(zhì)的運動不對稱.由吳健雄用鈷60驗證。
2、科學界在1956年前一直認為宇稱守恒,也就是說一個粒子的鏡像與其本身性質(zhì)完全相同.1956年,科學家發(fā)現(xiàn)θ和γ兩種介子的自旋,質(zhì)量,壽命,電荷等完全相同,多數(shù)人認為它們是同一種粒子,但θ衰變時產(chǎn)生兩個π介子,γ衰變時產(chǎn)生3個,這又說明它們是不同種粒子. 1956年,李政道和楊振寧在深入細致地研究了各種因素之后,大膽地斷言:τ和θ是完全相同的同一種粒子(后來被稱為K介子),但在弱相互作用的環(huán)境中,它們的運動規(guī)律卻不一定完全相同,通俗地說,這兩個相同的粒子如果互相照鏡子的話,它們的衰變方式在鏡子里和鏡子外居然不一樣!用科學語言來說,“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇稱不守恒的.在最初,“θ-τ”粒子只是被作為一個特殊例外,人們還是不愿意放棄整體微觀粒子世界的宇稱守恒。
3、此后不久,同為華裔的實驗物理學家吳健雄用一個巧妙的實驗驗證了“宇稱不守恒”,從此,“宇稱不守恒”才真正被承認為一條具有普遍意義的基礎科學原理。
4、 吳健雄用兩套實驗裝置觀測鈷60的衰變,她在極低溫(0.01K)下用強磁場把一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉(zhuǎn)向左旋,把另一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉(zhuǎn)向右旋,這兩套裝置中的鈷60互為鏡像。
5、實驗結(jié)果表明,這兩套裝置中的鈷60放射出來的電子數(shù)有很大差異,而且電子放射的方向也不能互相對稱。
6、實驗結(jié)果證實了弱相互作用中的宇稱不守恒。
7、 我們可以用一個類似的例子來說明問題。
8、假設有兩輛互為鏡像的汽車,汽車A的司機坐在左前方座位上,油門踏板在他的右腳附近;而汽車B的司機則坐在右前方座位上,油門踏板在他的左腳附近。
9、現(xiàn)在,汽車A的司機順時針方向開動點火鑰匙,把汽車發(fā)動起來,并用右腳踩油門踏板,使得汽車以一定的速度向前駛?cè)?;汽車B的司機也做完全一樣的動作,只是左右交換一下——他反時針方向開動點火鑰匙,用左腳踩油門踏板,并且使踏板的傾斜程度與A保持一致。
10、現(xiàn)在,汽車B將會如何運動呢? 也許大多數(shù)人會認為,兩輛汽車應該以完全一樣的速度向前行駛。
11、遺憾的是,他們犯了想當然的毛病。
12、吳健雄的實驗證明了,在粒子世界里,汽車B將以完全不同的速度行駛,方向也未必一致!——粒子世界就是這樣不可思議地展現(xiàn)了宇稱不守恒。
13、 宇宙源于不守恒[編輯本段]宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)并不是孤立的。
14、在微觀世界里,基本粒子有三個基本的對稱方式:一個是粒子和反粒子互相對稱,即對于粒子和反粒子,定律是相同的,這被稱為電荷(C)對稱;一個是空間反射對稱,即同一種粒子之間互為鏡像,它們的運動規(guī)律是相同的,這叫宇稱(P);一個是時間反演對稱,即如果我們顛倒粒子的運動方向,粒子的運動是相同的,這被稱為時間(T)對稱。
15、 這就是說,如果用反粒子代替粒子、把左換成右,以及顛倒時間的流向,那么變換后的物理過程仍遵循同樣的物理定律。
16、 但是,自從宇稱守恒定律被李政道和楊振寧打破后,科學家很快又發(fā)現(xiàn),粒子和反粒子的行為并不是完全一樣的!一些科學家進而提出,可能正是由于物理定律存在輕微的不對稱,使粒子的電荷(C)不對稱,導致宇宙大爆炸之初生成的物質(zhì)比反物質(zhì)略多了一點點,大部分物質(zhì)與反物質(zhì)湮滅了,剩余的物質(zhì)才形成了我們今天所認識的世界。
17、如果物理定律嚴格對稱,宇宙連同我們自身就都不會存在了——宇宙大爆炸之后應當誕生了數(shù)量相同的物質(zhì)和反物質(zhì),但正反物質(zhì)相遇后就會立即湮滅,那么,星系、地球乃至人類就都沒有機會形成了。
18、 接下來,科學家發(fā)現(xiàn)連時間本身也不再具有對稱性了! 可能大多數(shù)人原本就認為時光是不可倒流的。
19、日常生活中,時間之箭永遠只有一個朝向,“逝者如斯”,老人不能變年輕,打碎的花瓶無法復原,過去與未來的界限涇渭分明。
20、不過,在物理學家眼中,時間卻一直被視為是可逆轉(zhuǎn)的。
21、比如說一對光子碰撞產(chǎn)生一個電子和一個正電子,而正負電子相遇則同樣產(chǎn)生一對光子,這兩個過程都符合基本物理學定律,在時間上是對稱的。
22、如果用攝像機拍下其中一個過程然后播放,觀看者將不能判斷錄像帶是在正向還是逆向播放——從這個意義上說,時間沒有了方向。
23、 然而,1998年年末,物理學家們卻首次在微觀世界中發(fā)現(xiàn)了違背時間對稱性的事件。
24、歐洲原子能研究中心的科研人員發(fā)現(xiàn),正負K介子在轉(zhuǎn)換過程中存在時間上的不對稱性:反K介子轉(zhuǎn)換為K介子的速率要比其逆轉(zhuǎn)過程——即K介子轉(zhuǎn)變?yōu)榉碖介子來得要快。
25、 至此,粒子世界的物理規(guī)律的對稱性全部破碎了,世界從本質(zhì)上被證明了是不完美的、有缺陷的。
26、 發(fā)現(xiàn)過程[編輯本段]楊振寧、李政道和吳健雄是中國老百姓耳熟能詳?shù)拿?,他們的事業(yè)巔峰和“宇稱”緊緊聯(lián)系在一起。
27、 用科學家的話說,宇稱是內(nèi)稟宇稱的簡稱。
28、它是表征粒子或粒子組成的系統(tǒng)在空間反射下變換性質(zhì)的物理量。
29、在空間反射變換下,粒子的場量只改變一個相因子,這相因子就稱為該粒子的宇稱。
30、我們也可以簡單地理解為,宇稱就是粒子照鏡子時,鏡子里的影像。
31、以前人們根據(jù)物理界公認的對稱性認為,宇稱一定是守恒的。
32、這就像有正電子,就一定有負電子一樣。
33、楊振寧教授1951年與李政道教授合作,并于1956年共同提出“弱相互作用中宇稱不守恒”定律。
本文分享完畢,希望對大家有所幫助。
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