宇稱不守恒定律是什么意思

1、宇稱不守恒定律是什么意思

宇稱不守恒的意思:宇稱不守恒并不是一個局部性的理論發(fā)展，它影響了整個物理學(xué)界的方方面面，是囊括了分子、原子和基本粒子物理的一個基本，所以對稱性在20世紀(jì)物理學(xué)里很重要。

2、什么是宇稱不守恒

宇稱不守恒定律是指在弱相互作用中，互為鏡像的兩個物質(zhì)的運動不對稱，由著名的物理學(xué)家吳健雄用鈷60驗證。科學(xué)界在1956年以前一直認(rèn)為宇稱守恒，也就是說一個粒子的鏡像與其本身的性質(zhì)完全相同，1956年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)θ和γ兩種粒子的自旋、質(zhì)量、壽命、電荷完全相同，大多數(shù)人認(rèn)為它們是同一種粒子，但是θ衰變時產(chǎn)生兩個π介子，γ衰變時產(chǎn)生3個，這又說明它們是不同的粒子。換一種方式來說就是對稱性反映了不同物質(zhì)形態(tài)在運動中的共性，而對稱性的破壞才使它們顯示出各自的特性。

如同圖案一樣，只有對稱沒有它的破壞，看上去雖然很規(guī)則，但同時又顯得單調(diào)和呆板，只有基本上對稱而又不完全對稱才構(gòu)成美的建筑和圖案，大自然就是這這樣的建筑師，當(dāng)大自然構(gòu)造像DNA這樣的大分子的時候，總是遵循復(fù)制的原則，將分子按照對稱的螺旋結(jié)構(gòu)聯(lián)接在一起，而構(gòu)成螺旋結(jié)構(gòu)的空間排列又是完全相同的，但是在復(fù)制的過程中，對精確對稱性的細(xì)微偏離就會在大分子排列次序上產(chǎn)生新的可能性，從而使得那些更便于復(fù)制的樣式更快地發(fā)展，形成了發(fā)育的過程。

用一個類似的例子來說明問題:假設(shè)有兩輛互為鏡像的汽車，汽車A的司機坐在左前方的位子上，油門踏板在他的右腳附，;而汽車B的司機坐在右前方的座位上，油門踏板在其左腳位置。現(xiàn)在汽車A的司機順時針方向開動點火鑰匙，把汽車發(fā)動起來，并用右腳踩油門踏板使得汽車以一定的速度向前駛?cè)?而汽車B的司機也做完全一樣的動作，只是左右交換一下，——他逆時針方向點火開動汽車，用左腳踩油門，并使踏板的傾斜程度與A保持一致。那么現(xiàn)在汽車B會怎么運動呢？

按照我們正常的思維，兩輛汽車應(yīng)該以完全相同的速度向著相同的方向行駛，遺憾的是，這不過是我們想當(dāng)然的，在粒子世界里，這并不一定。吳健雄用實驗證實了，在粒子世界里，兩輛汽車將以完全不同的速度行駛，方向也未必會相同。粒子世界就是這樣不可思議地展現(xiàn)了宇稱不守恒。

宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)不是孤立的基本粒子有三個基本的對稱方式，一個是粒子和反粒子互相對稱，即對于粒子和反粒子，定律是相同的，這被稱為電荷對稱;一個是空間反射對稱，即同一種粒子之間互為鏡像，它們的運動規(guī)律是相同的，這叫宇稱;一個是時間反演的對稱，即我們顛倒粒子的運動方向，粒子的運動是相同的，這被稱為時間對稱。

但是自從宇稱不守恒定律被李政道和楊振寧提出之后，科學(xué)家很快又發(fā)現(xiàn)粒子和反粒子的行為并不是完全一樣的，一些科學(xué)家進而提出，可能正是由于物理定律的輕微不對稱使粒子的電荷不對稱，導(dǎo)致宇宙大爆炸之初生成的物質(zhì)比反物質(zhì)要多了一點點，大部分的物質(zhì)和反物質(zhì)互相湮滅了，剩下的物質(zhì)才行成了我們今天所認(rèn)識的世界，如果物理定律完全對稱，宇宙連同我們自身都不會存在。接下來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)時間本身也不具有對稱性了。在1998年末，物理學(xué)家首次在微觀世界發(fā)現(xiàn)了違背時間對稱性的事件，歐洲原子能研究中心的科研人員發(fā)現(xiàn)，正負(fù)k介子在轉(zhuǎn)換過程中存在時間上的不對稱性:反k介子轉(zhuǎn)換為k介子的速率完比其逆轉(zhuǎn)過程，即k介子轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)k介子來的要快。至此，粒子世界的物理規(guī)律的對稱性全部都不復(fù)存在了，世界上從本質(zhì)上來說就是不完美的。