A szimmetria a fizikai jelenségek 1984-ben és a Migdal

A szimmetria a fizikai jelenségek

Továbbá a szimmetria a tér-idő sok más szimmetria ellenőrző fizikai jelenségek, a tulajdonságait meghatározzuk az elemi részecskék és kölcsönhatásaik. Látni fogjuk, hogy minden szimmetria feltétlenül felel meg a törvény megőrzése, amelynek végrehajtására ugyanolyan pontossággal, mint a nagyon szimmetria.

Szimmetria és természetvédelmi jogszabályok

Mivel a fizika hatolt mélyebbre a lényege a szimmetria, hogy van egy szép kapcsolatot tulajdonságai között szimmetria és a törvények az energiamegmaradás, lendület, elektromos töltés.

Mindegyik rendelkezik saját szimmetria természetvédelmi törvény. A törvény az energiamegmaradás például összefügg a homogenitás az idő; a törvény lendületmegmaradás vagy lendület - a homogenitás tér; törvény lendületmegmaradás - a szimmetria alapján fordulatok; megmaradási törvénye paritás - tükrös szimmetria.

Ha az idő ingadozik, akkor változhat, tekintettel a ritmust a folyamatok is, például periodikusan változik az állandó gravitáció. Ez nem csak könnyű, hogy dolgozzon ki egy örökmozgó, de ennél több is - ez működni fog! Ha a konstans gravitációs már nem „állandó” is lenne terhek felemelése közben gyenge gravitációs és kapcsolja szerzett energiát a kinetikus energia, lecserélik őket egy olyan időszakban, erős gravitáció. De Leonardo da Vinci a XV században. Tudtam, hogy egy ilyen gép nem tud.

Tanulmányozva bizonyos jelenségeket, fizikusok észrevették, hogy az energia, ha nem mentjük el, de minden alkalommal kiderül nonconservation valójában azt jelentette, az energia átvitelét egyik formából a másikba. Amikor dobálják a labdát a felső, megáll egy pillanatra -, és az összes mozgási energia alakul át lehetséges. A átalakítása mechanikai energiát hő egy bizonyos mennyiségű hő keletkezik. Ha a művelet végrehajtása hűtéssel, a hő átadódik a azonos mennyiségű mechanikai energiát.

Amikor a 30-es években. A radioaktív bomlás vizsgálták, azt találták, hogy az energia a emittált elektronok a bomlási atommagok kisebb energia különbség előtt és után bomlást. A fizikusok azt javasolták, hogy együtt a emittált elektronok semleges részecskék - neutrínók, átveszi teljesítmény. Létezik a neutrínó ezután jelenik meg a tapasztalatokat a közvetlen fellépés az ügyben. A megtakarított energia ugyanolyan pontossággal, amellyel a megfigyelt homogenitását időben.

Tehát minden szimmetria megfelel egy természetvédelmi törvény. Ezzel szemben, ha minden érték változatlan marad, így nincs szimmetria megőrzését biztosító ezt az értéket. Nem meglepő, hogy a törvények az energiamegmaradás, lendület, perdület megfigyelhető minden természeti jelenséget. Ezek következtében az ingatlanok világunk, mint a szimmetria térben és időben.

tükörszimmetriával

30 évvel ezelőtt, valami váratlan történt. Kiderült, hogy a feltöltött K mezon bomlások két módja van: két vagy három pi-mezon, és tükörszimmetriával megtiltja neki, hogy szakítani mindkét irányban.

Tükörszimmetriával jár a természetvédelmi törvény - megőrzött értéket, amely az úgynevezett paritás. Mi ez?

tükörszimmetriával

Szerint kvantummechanika, részecske viselkedést meghatározza egy hullám funkciót, amelyen keresztül a fizikai mennyiségek vannak kifejezve négyzetesen. részecske tulajdonságait nem változik, ha a tükröt, de a hullám funkció lehet változtatni jel. Ha ez nem változtatja meg a jel nevezett állapot még, és ha változás - páratlan. Ezért, ha van tükörszimmetrikusan, minden egyes részecske egy határozott paritás. Pi-mezonoknak amibe a balsorsú K-mezon - páratlan. Jelentősen egyszerűsíti a középpontjában az a kérdés, azt mondják, hogy ha a K mezon még, akkor bomlanak két furcsa részecskék, és ha páratlan - csak három, de semmi esetre sem nem törik fel, hogy és arra.

Körülbelül ugyanebben az időben az amerikai fizika vizsgált béta-bomlás kobalt, ahol a magokat a kibocsátott elektron és egy neutrínó. Azt találtuk, hogy a emittált elektronok főleg tompaszög, hogy az irányt a mágneses mezőt, amelyben került kobalt. A törvény szerint a tükör szimmetria, meg kell ugyanazt a frekvenciát, mint a légy az tompaszöge, és akut.

Zavart fizikus volt, hogy kétségbe vonta, és egyéb tulajdonságait a tér szimmetriáját. Akkor Lev Davidovics Landau és önállóan Lee Tsung-Dao és Yang Chen-Ning azt javasolta, hogy részt vesz a béta-bomlás elektronok, neutrínók, aszimmetrikus tükör nukleonok és helyreállítsa a szimmetria, el kell menni a antirészecskéi. Úgy tűnt, hogy a kiutat - aszimmetriája indulás volt köszönhető, hogy az aszimmetria a résztvevő részecskék. Ezután az aszimmetria a gyenge kölcsönhatás nem sérti a tükörszimmetriával helyet.

Charge-tükörszimmetriával

Az összes természeti jelenségek, kivéve a gyenge kölcsönhatás, van még egy díjat szimmetria: a természet törvényei nem változnak, ha az összes elektromos töltések helyébe a fordított. Ebben az esetben módosítsa, hogy fordított, és más értékek, amelyek tárgyalt előre.

Arra várt és tapasztalt antirészecskéje - a pozitron, antiproton, antineutron stb közülük magját képezik antielements ... Ha ezen mag, negatív töltésű, add pozitronokkal lesz antiatom anti-atom - az antianyag ugyanolyan tulajdonságokkal rendelkezik, mint a közönséges anyag.

A legtöbb asztrofizikus úgy vélik, hogy antiworlds sem. Az a tény, hogy a határokat az anyag-antianyag megsemmisülés legyen az elektronok és pozitron - ők viszont egy pár foton egyes energiájú 0,5 MeV. Ezek a fotonok volt, hogy nagyon sokat az univerzumban, de nem azok.

Charge-tükörszimmetriával túl pontatlanul - a kísérletek bomlása azonos K-mezon fedezték alapvetően fontos törvénysértés az ingyenesen tükörszimmetriával. Teszi ezt az aszimmetriát a tér még mindig ismeretlen.

Spontán szimmetriasértés

Most tört szimmetria, figyelembe véve a befolyása a bonyolultabb kölcsönhatások; megsértették (bár nagyon kevés), még megmaradási kapcsolatos téridő szimmetria miatt inhomogenitás a világegyetem térben és időben.

Van sokkal fontosabb - spontán - szimmetria megsértése. A példák találhatók minden viszont: egy csepp víz, az asztalon fekvő - egy példát egy ilyen megsértése; lenne szimmetrikus, ha a víz elkenődött az asztalon egy vékony réteg. A kristályrács a szilárd anyagok - megsértése különböző szimmetria; homogén kaotikus az atomok elrendezése, amely akkor következik be magas hőmérsékleten, jobban tükrözi a szimmetria, homogenitását és izotrópiájára helyet. Azonban, megfelelően alacsony hőmérsékleten stabil állapotában a szilárd aszimmetrikus - kristályrácsban.

Szimmetrikus egyenletek lehet aszimmetrikus megoldások. Elmélet az elemi részecskék arra utal, hogy a maximális szimmetria uralkodik rendkívül rövid távolságokra, miközben nagy van spontán törés, amely elfedheti az erős szimmetriát. Symmetry nem mindig könnyű látni.

Megkülönböztethetetlenség azonos részecskék

Van egy nagyon fontos szimmetria azonos permutáció lehet bármilyen fizikai jelenségeket nem szabad megváltoztatni során adatcsere két azonos részecskék, például két elektron vagy két neutron.

Mit kell tenni annak érdekében, hogy ne keverjük össze teljesen azonos ceruza? Festeni őket, különböző színekben? Vagy csak annyi, hogy festeni egy? Ha egy kis gondolkodás, világossá válik, hogy nem érdemes a tinta: senki sem nyer, figyelembe valaki másnak, de pontosan ugyanazt ceruza, természetesen azzal a feltétellel, hogy ő adna cserébe az ő. Leküzdhetetlen nehézségek külföldi termelnek egypetéjű ikrek, különösen akkor, ha jelentkeznek a szórakozás, egyiket a másik után. Összekeverik még egy jól képzett kutya, ahogy ezek egymás mellett. Mark Twain, beszél ikertestvére fulladt egy vályú, azt mondja: „Senki sem talált ki, aki valóban megfulladt, nekem, vagy a bátyám.” Ha azok azonosak, nem tudja telepíteni a csere. Ki kicsoda - az ellenőrizhetetlen, ezért tudománytalan kérdés.

Elemi részecskék lehet elképzelni, mint a kis búgócsigákkal, amelyek perdület, és perdület. Szerint a kvantummechanika, a perdület vehet bizonyos értékeket, megváltoztatja a nagysága ugrásszerűen # 295; - Planck-állandó. Perdület, mértékegysége # 295;, az úgynevezett spin. Spin egy egész és fél. A spin az elektron hidrogénatom abban az állapotban a legalacsonyabb energia egyenlő 1/2, és a gerjesztett állapotok: 1/2, 3/2, 5/2. Spin héliumatom az alapállapotú 0, és a gerjesztett 0, 1, 2, 3.

Megkülönböztethetetlenség azonos részecskék

Már említettük a hullámfüggvény viselkedését leíró részecskék, amikor beszélünk paritás; meg tudja változtatni a jel a tükör, és így tovább interchange részecske hullám funkciót is megváltoztathatja a jel. Figyelemre méltó svájci fizikus Wolfgang Pauli, mely munkát nagy hatással volt az összes későbbi fizika, azt mutatta, hogy átrendeződése részecskék fél-egész spinhullám funkció megváltoztatja alá, és váltási hogy a részecskék a spin nem változik. Megalapította a törvény az úgynevezett „Pauli”: két részecske fél-egész centrifugálás nem lehet ugyanabban az állapotban. Végül is, ha azok továbbra is ugyanabban az állapotban, az átültetés nem változik a hullám funkció, míg a Pauli-tétel megköveteli, hogy ő megváltozott, ezért nulla. A hullám függvény ad a valószínűsége, hogy a részecske ebben az állapotban, úgy, hogy ha ez nulla, ez az állapot lehetetlen.

Mi nem csak gondoljunk a Pauli-elv, mondja a csodálatos részecskék - a kvarkok.