宇称定律的内容是什么?
如果是B,那一定是其中之一。现在进一步假设一个粒子
只要它分裂成两个粒子,这两个粒子要么都属于A类,要么
必须都属于b类,这个时候我们可以写成a = a+a或者a = b。
+B .如果一个B粒子分裂成两个粒子,总会有一个。
是的,一个属于A类,一个属于B类,所以我们可以写
B = a十b。
你还会发现另一种情况:如果两个粒子相互碰撞而分裂。
变成三个粒子,那么你可能会发现a+a = a+b+b或者a+
B=B+B+B .
然而,有些情况是不可观察的。比如你不会找到一个。
+B = A+A或A+B+A = B+A+B。
这一切意味着什么?好吧,让我们把A想成2,4,
6是偶数之一,B被视为3、5、7等奇数。
两个偶数之和总是等于一个偶数(6 = 2+4),所以a = a+
答.两个奇数之和总是等于一个偶数(8 = 3+5),所以a。
=B+B .然而,奇数和偶数之和总是等于奇数。
(7 = 3+4),所以B = A+B。
换句话说,一些亚原子粒子可以被称为“奇粒子”,而另一些
有些亚原子粒子可以称为“偶粒子”,因为它们可以结合。
粒子或分裂粒子与奇数和偶数相加时完全相同。
数学家说两个整数是偶数还是奇数。
整数具有“相同的奇偶性”;如果一个是奇数,
一个是偶数,所以它们有“不同的奇偶性”。这样的
首先,当一些亚原子粒子表现得像奇数而另一些像偶数时,
而奇数和偶数的加法定律永远不会被打破,过去就是这么做的。
说“宇称守恒”。
1927年,物理学家魏格纳指出亚原子粒子的宇称
它是守恒的,因为这些粒子可以被认为具有“左右对称性”。
真正有这种对称性的东西,都是用它们在镜子里的影像(镜像)完成的。
都一样。数字0和8以及字母H和X都有这样的对称性。
如果你旋转8,0,h和x使它们的右边变成左边,
左边变成右边,那么你仍然会得到8,0,h和x。字母
b和p没有这种左右对称。如果你把它们转180,
b会变成D,P会变成Q——一个完全不同的字母。
在1956中,物理学家李政道和杨振宁指出,在某些班级中,
宇称不应该保存在亚原子事件的类型,实验很快证明他
专家们是对的。也就是说,一些亚原子粒子的行为就像它一样。
儿童在某些情况下是不对称的。
为此,人们发展了一个更普遍的守恒定律。存在
当一个特定的粒子不对称时,它的反粒子(也就是说,它带相反的电)
电荷或磁场)也是不对称的,但两者的外观是相反的。所以,如果
粒子的形状像p,它的反粒子的形状像q。
如果电荷(c)和宇称(p)放在一起,就可以成立a。
解释哪些亚原子事件可以发生,哪些亚原子事件可以发生的简单规则。
子事件不能发生。这个规律被称为“CP守恒”。
后来,人们明白了,为了使这条规则真正安全,有必要
必须考虑时间(t)的方向;因为亚原子事件似乎
它可以在时间上向前或向后。增加
上次之后的定律叫做“CPT守恒”
所谓“宇称”,大致可以理解为“左右对称”或“左右互换”。按照这种解释,所谓“宇称不变性”,就是“左右互换不变性”。或者“镜像与原物对称”。对称是自然事物中的普遍现象,也是人们普遍公认的事物运动变化规律是对称的。在物理学中,对称性有更深一层的含义,指的是物理规律在某种变换下的不变性。长期以来,物理学家认为,在这样的镜像反转下,所有的自然法则都保持不变。比如进行牛顿运动定律实验时,前面放一面镜子。如果我们看镜中的物理规律,和镜外是一模一样的。例如,一个球A向右移动,我们在镜子里看到一个球A。向左移动,虽然a?运动方向与A相反,但都遵循规律,也就是说力学规律对镜像反演不变,具有空间反演不变性。它对麦克斯韦方程和薛定谔方程的空间反演也是不变的。
不变性原理通常与守恒定律联系在一起,比如动量守恒定律就是物理定律在空间平移下不变性的体现;能量守恒定律与时间平移的不变性有关;角动量守恒定律是物理定律空间旋转对称性的体现。在微观世界中,微观粒子的状态由波函数ψ描述。
也就是说,波函数的值是随坐标变化的。为了描述这个与空间反转对称性相关的物理量,引入了“宇称”的概念。因为连续二维反演(镜面反射)等于本身,第一次反射和第二次反射。所以,宇称不同于能量、动量等连续变化的物理量,它只能取两个离散值(+1)或(-1),也就是说,波函数镜像对称时有两种可能:
。
第一种情况叫正(+1),第二种情况叫负(-1)。对于多粒子系统,这个系统的总宇宙称为这个系统中每个粒子宇称的乘积。
有了以上概念,根据左右对称,就可以得出“宇称守恒定律”,表述为:由许多粒子通过相互作用组成的系统,无论发生什么变化(包括粒子数可能发生的变化),它的总宇称不变,所以原来是正的,相互作用后仍然是正的;本来是负面的,互动后还是负面的。这个定律对很多情况都成立,比如强相互作用,电磁相互作用。因此认为对于弱相互作用是不言而喻的,同样如此。
这种弱相互作用下宇称守恒的观点已经保持了三十年。然而,在1954~1956期间,人们在粒子物理的研究中遇到了一个难题,即所谓的“τ-θ之谜”,即带电的κ介子有两种衰变模式,一种记录为τ介子,另一种记录为θ介子。这两种粒子在质量、电荷、寿命和自旋上几乎完全相同,以至于让人不禁怀疑它们是同一种粒子。然而另一方面,它们的衰变条件不同,说明它们的宇称不同。τ粒子衰变时,产生三个π介子,它们的宇称称为负的(确定的π介子的宇称称为-1和宇称守恒定律),而θ粒子衰变时,产生两个π介子,它们的宇称称为正的,也就是说τ粒子和θ粒子衰变时。
如何解释这种现象?备选答案只有两个:一个承认宇称守恒定律,所以τ粒子和θ粒子是两种不同的粒子,因为它们的宇称不同,在相互作用过程中宇称应该保持不变,但不能解释为什么θ和τ粒子的性质如此相同。另一种确认τ和θ是同一类粒子,所以宇称守恒定律不成立。
在1956期间,李政道和杨振宁仔细分析了关于宇称守恒的各种实验数据,发现至少在弱相互作用领域,宇称守恒定律从未被实验验证过,而只是一个理论推断。因此,根据“τ-θ之谜”的启示,他们提出弱相互作用过程前后宇称可能不守恒,还指出他们的推测可以通过β衰变(也是一种弱相互作用)的实验来证实或否定。人们对弱作用的研究由来已久,从β放射性发现至今已有半个多世纪。费米提出β衰变理论已经二十多年了。在这段漫长的时间里,人们对弱相互作用,尤其是β衰变做了大量的实验,但都没有证明宇称是否守恒。这是因为左右对称从来没有被怀疑过,人们一直相信它,应用它,从来不想检验它。当然,要怀疑这样一个基本规律,必须采取非常谨慎和严肃的态度。正是在彻底研究了所有弱相互作用的实验后,李政道和杨振宁发现没有实验证明宇称是否守恒,才提出宇称在弱相互作用中可能不守恒的推测。
然而,毕竟左右对称的原理是如此的明显和自然,以至于人们很难相信宇称真的会守恒。著名物理学家泡利曾调侃道:“我不信上帝是左撇子?”宇称是否守恒,只能通过实验来判断。因此,李政道和杨振宁设计了一系列实验方案,可以用来检验宇称是否守恒。设计的原理是安排两套实验装置,严格来说是彼此的镜像,然后观察这两套装置中的弱相互作用过程,看是否存在彼此的镜像。
几个月后,另一位美籍华人物理学家吴健雄教授和美国国家标准局的几位物理学家用出色的实验证实了上述假设。这是一个关于极化60CO核的β转变的实验。在这个实验中,他们用无可辩驳的证据表明,宇称守恒定律在弱相互作用过程中不成立,弱相互作用下宇称不守恒的发现和实验验证可以说是第二次世界大战以来最伟大的发现。正是因为这一震惊物理学界的杰出贡献,李政道和杨振宁获得了1957诺贝尔物理学奖,这距离他们发表宇称不守恒的研究成果还不到两年,速度之快在诺贝尔奖历史上也是罕见的。
这是一个伟大的贡献。杨先生虽然性格一般,但绝对是20世纪最优秀的科学家之一。