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旋间物理科学创新标度 |
人类物理学新纪元——旋间:宇宙第三基础物理标度!世界2大科学院重大基础理论创新!
2022年6月1日,新华基础科学院和现代人文科学院对外宣布研究成果:继时间、空间两大标度外,旋间是人类研究各种物理现象的第三基础标度。时间:时点与时点之间的长久间隔;空间:地点(空点)与地点(空点)之间的长短间隔;旋间:旋点与旋点之间的旋绕间隔。黑洞有黑洞旋,太阳系有太阳系的旋,海螺壳有海螺壳旋,DNA有DNA旋,晶体结晶时的外围旋等,不同旋点之间的旋速如何?它们的旋相距是多少?旋方向?等等……
旋间,人类物理学迎来新纪元!
以下供参考
上帝是个左撇子,杨振宁和李政道发现的宇称不守恒,到底是何物?
2018-02-23
"上帝是个左撇子"——这是大物理学家泡利的名言。
上世纪初,是物理学巨变的时代,量子力学和相对论呼应而出。
几百年来,人们对物理规律的认知中,总结了一个漂亮规律"物理定律具有对称性"。
比如牛顿力学就具有空间平移对称性,还具有时间平移的对称性。
也就是说,一个物体平移一段距离后,所遵循的力学定律是不变的;同样随着时间的流逝,力学定律也是不变的,物理学中的“诺特定理”深刻揭示了这一现象的本质。
基于这种对称性,引出物理学中一个重要概念——宇称。宇称可以简单地理解为"左右对称"或者"镜像对称"。
为了描述这种对称性质,物理上把微观粒子分成两类,一类宇称为正( 1),一类宇称为负(-1),也可称作奇偶,一个系统的总宇称,就等于系统内所有粒子宇称的乘积。
宇称守恒描述:一个系统无论如何变化,不管是分裂出新粒子,还是结合成新粒子,系统变化前后的总宇称保持不变。
该守恒的物理图像,就是物理定律在镜像中保持不变。
比如一个物体,它在镜子中的图像虽然左右互换了,但是镜子中的物体,所遵循的物理学规律和镜子外是一样的。
宇称守恒一直被物理学家认为是宇宙的基本规律,上帝不可能偏爱"左"或者"右",在电磁力和强相互作用力中都是守恒的。
直到1954年,实验物理学家发现一个奇怪现象,被称作""τ-θ之谜"。
原因是K介子(电子质量的1000倍,寿命约一亿分之一秒),存在六种不同的分裂方式,让科学家感到惊讶的是,分裂后的总宇称不守恒,一种衰变成奇宇称态,一种衰变成偶宇称态。
1956年,李政道和杨振宁合作,阐述了弱相互作用中,宇称不守恒的机制,并设计了几种验证方案。
当年,另外一位美籍华裔女物理学家吴健雄,就以漂亮且严谨的实验,证实了杨-李的理论。
次年1957年,杨振宁和李政道因此获得了诺贝尔物理学奖,从论文发表到获奖,只过了一年的时间,这在诺贝尔奖历史上是绝无仅有的。
宇称不守恒的发现意义重大,在物理学中,时间T、宇称P和电荷C,被认为是现代物理学的基础,三者的守恒一直是物理学关注的对象,宇称不守恒让物理学家开始思考,我们理解世界的方式或许出了问题。
在20世纪末,物理学家詹姆斯·克罗宁和瓦尔·菲奇,再次发现宇称和电荷的联合对称不守恒(CP破坏),获得1980年的物理学诺贝尔奖。
后来人们还发现,电荷对称性(C)和时间反演对称性(T)也非严格守恒,可是三者的结合CPT,却是严格守恒的,这在大型强子对撞机中已经得到了证实。