宇稱不守恒定律是什么意思?
在弱相互作用中,相互鏡像的物質的運動是不對稱的,這一點已被鈷60的吳健雄所證實。宇稱不守恒不是局部的理論進展,它影響了整個物理領域的方方面面,是分子、原子和基本粒子物理的基礎。對稱性在20世紀物理學中非常重要。
什么是宇稱不守恒?宇稱不守恒定律是指在弱相互作用中互為鏡像的兩種物質之間運動的不對稱性,著名物理學家吳健雄用鈷60驗證了這一點。直到1956年,科學界一直認為宇稱是守恒的,也就是說,一個粒子的鏡像與其本身完全相同。1956年,科學家發現和粒子的自旋、質量、壽命和電荷完全相同。大多數人認為它們是同一個粒子,但衰變為兩個介子,衰變為三個,說明它們是不同的粒子。另一方面,對稱性反映了不同物質形態在運動中的共性,對稱性的破壞使它們表現出各自的特點。
就像圖案一樣,對稱是唯一不會破壞它的東西。雖然看起來很有規律,但同時又顯得單調刻板。只有基本對稱但不完全對稱才能構成美麗的建筑和格局。大自然就是這樣的建設者。自然界在構建像DNA這樣的大分子時,總是遵循復制的原理,按照對稱的螺旋結構將分子連接在一起,螺旋結構的空間排列完全相同。但在復制過程中,與精確對稱性的微小偏離,會在大分子的排列順序上創造新的可能,從而使更便于復制的圖案進展更快,形成發展過程。
用一個類似的例子來說明問題:假設有兩輛車是彼此的鏡像。A車駕駛員坐在左前座,油門踏板靠近右腳。而B車的駕駛員坐在右前座,油門踏板在左腳位置。現在A車駕駛員順時針轉動點火鑰匙,發動汽車,用右腳踩油門踏板,以一定速度驅動汽車前進。B車的司機做了完全一樣的事情,只是交換了一下左右。——他逆時針發動汽車,左腳踩油門,踏板的傾斜度和a保持一致,那么B車現在會怎么動呢?
按照我們正常的思維,兩輛車應該以完全相同的速度朝同一個方向行駛。不幸的是,這正是我們所想的。在粒子世界里,不一定是這樣。吳健雄的實驗證明,在粒子世界里,兩輛車會以完全不同的速度行駛,而且方向可能不一樣。這樣,世界以不可思議的方式展示了宇稱不守恒。
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