宇称不守恒通俗解释是什么?

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宇称不守恒定律是什么意思?~

宇称不守恒定律是指在弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称。由吴健雄用钴60验证。
科学界在1956年前一直认为宇称守恒,也就是说一个粒子的镜像与其本身性质完全相同。1956年,科学家发现θ和γ两种介子的自旋,质量,寿命,电荷等完全相同,多数人认为它们是同一种粒子,但θ衰变时产生两个π介子,γ衰变时产生3个,这又说明它们是不同种粒子。

1956年,李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后,大胆地断言:τ和θ是完全相同的同一种粒子(后来被称为K介子),但在弱相互作用的环境中,它们的运动规律却不一定完全相同,通俗地说,这两个相同的粒子如果互相照镜子的话,它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样!用科学语言来说,“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的。
在最初,“θ-τ”粒子只是被作为一个特殊例外,人们还是不愿意放弃整体微观粒子世界的宇称守恒。此后不久,同为华裔的实验物理学家吴健雄用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”,从此,“宇称不守恒”才真正被承认为一条具有普遍意义的基础科学原理。

如下:
宇称不守恒定律是指:在弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称,由吴健雄用钴60验证。
对称性反映不同物质形态在运动中的共性,而对称性的破坏才使它们显示出各自的特性。如同图案一样,只有对称没有它的破坏,看上去虽然很规则,但同时显得单调和呆板。
只有基本上对称而又不完全对称才构成美的建筑和图案。大自然正是这样的建筑师。当大自然构造像DNA这样的大分子时,总是遵循复制的原则,将分子按照对称的螺旋结构联接在一起,而构成螺旋形结构的空间排列是全同的。
但是在复制过程中,对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性,从而使得那些更便于复制的样式更快地发展,形成了进化的过程。

举例说明:
我们可以用一个类似的例子来说明问题。假设有两辆互为镜像的汽车,汽车A的司机坐在左前方座位上,油门踏板在他的右脚附近;而汽车B的司机则坐在右前方座位上,油门踏板在他的左脚附近。
汽车A的司机顺时针方向开动点火钥匙,把汽车发动起来,并用右脚踩油门踏板,使得汽车以一定的速度向前驶去;汽车B的司机也做完全一样的动作,只是左右交换一下——他逆时针方向开动点火钥匙,用左脚踩油门踏板,并且使踏板的倾斜程度与A保持一致。汽车B将会如何运动呢?
也许大多数人会认为,两辆汽车应该以完全一样的速度向前行驶。遗憾的是,他们犯了想当然的毛病。吴健雄的实验证明了,在粒子世界里,汽车B将以完全不同的速度行驶,方向也未必一致!——粒子世界就是这样不可思议地展现了宇称不守恒。

宇称不守恒定律指出,在弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称。

对称性反映不同物质形态在运动中的共性,而对称性的破坏使它们显示出各自的特性。宇称不守恒定律指出,在弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称。该定理最早由杨振宁和李政道提出,后由吴健雄用钴60实验验证,后成为物理学中弱作用理论的基石。

宇称不守恒定律彻底改变了人类对对称性的认识,促成了此后几十年物理学界对对称性的关注,在粒子物理研究、完善宇宙大爆炸理论等方面具有重大意义。1957年,杨振宁和李政道也因此双双获得了诺贝尔奖。

宇称不守恒定律举例说明:

假设有两辆互为镜像的汽车,汽车A的司机坐在左前方座位上,油门踏板在他的右脚附近;而汽车B的司机则坐在右前方座位上,油门踏板在他的左脚附近。

现在,汽车A的司机顺时针方向开动点火钥匙,把汽车发动起来,并用右脚踩油门踏板,使得汽车以一定的速度向前驶去;汽车B的司机也做完全一样的动作,只是左右交换一下—他反时针方向开动点火钥匙,用左脚踩油门踏板,并且使踏板的倾斜程度与A保持一致。现在,汽车B将会如何运动呢?

也许大多数人会认为,两辆汽车应该以完全一样的速度向前行驶。遗憾的是,吴健雄的实验证明了,在粒子世界里,汽车B将以完全不同的速度行驶,方向也未必一致!粒子世界就是这样不可思议地展现了宇称不守恒。



可以这样简单的理解,任何物质存在反物质。如果把所有物质视为一个世界,那所有反物质构成了另一个镜像的世界。
如果宇称守恒,那就意味着,物质世界1w个不同的原子构成了一棵树,那反物质世界同样的1w个反粒子也同样构成了一棵树。扩散开去,那就等价于两个世界除了物质与反物质的差别外,两个世界完全一模一样。这个世界有个你,那个世界同样有一个你。你在这个世界做了什么,那个世界的你同样的做了什么。
但是宇称不守恒的发现证明了这个理论是错误的。同样的例子,由于宇称不守恒,所以,物质世界1w个粒子构成了一棵树,但是反物质世界这1w个粒子可能分散在了不同的物质之中,比如说有2千个反粒子混在了反物质世界的墙里,1千个反粒子混在了反物质世界的石头里等等。这个世界有个你,那个世界却不一定还有你。
所以宇称不守恒引导出一个这样的世界架构,设物质构成世界,反物质构成反物质世界,则两个世界除了构成粒子性质相反外,形态(空间)、历史(时间)、特征(世界规则)不完全一致,是完全不相同的两个独立发展的世界。两个世界唯一的联系是使用了同样的资源池,资源池是正反对称的,一个世界用了正的,另一个世界用了反的,但是拿到资源池后干了什么,怎么发展,两个世界却是各走各路,互不相同。


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