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      什么是宇稱

       千秋優(yōu)曇 2014-05-05

       






      2005-09-04 12:47提問者采納
      假定我們把每一個亞原子粒子都掛上標簽:要嘛是A,
      要嘛是B,二者必居其一。現(xiàn)在再進一步假定,一個A粒子
      只要分裂成兩個粒子,這兩個粒于要不是統(tǒng)統(tǒng)屬于A類,就
      必定統(tǒng)統(tǒng)屬于B類。這時我們可以寫出A=A+A或A=B
      +B。一個B粒子如果分裂成兩個粒子,這兩個粒子當中總
      是有一個屬于A類,另一個則屬于B類,所以我們可以寫出
      B=A十B。
      你還會發(fā)現(xiàn)另一種情形:如果兩個粒子互相碰撞而分裂
      成三個粒子,這時你就可能發(fā)現(xiàn)A+A=A+B+B或A+
      B=B+B+B。
      但是,有些情形卻是觀察不到的。例如,你不會發(fā)現(xiàn)A
      +B=A+A或A+B+A=B+A+B。
      這一切是什么意思呢?好吧,讓我們把A看作2,4,
      6這類偶數(shù)當中的一個,而把B看作3,5,7這類奇數(shù)。
      兩個偶數(shù)相加總是等于偶數(shù)(6=2+4),所以A=A+
      A。兩個奇數(shù)相加也總是等于偶數(shù)(8=3+5),所以A
      =B+B。但是,一個奇數(shù)和一個偶數(shù)之和卻總是等于奇數(shù)
      (7=3+4),所以B=A+B。
      換句話說,有些亞原子粒子可以稱為“奇粒子”,另一
      亞原子粒子可以稱為“偶粒子”,因為它們所能結合成的
      粒子或分裂成的粒子正好與奇數(shù)和偶數(shù)相加時的情況相同。
      當兩個整數(shù)都是偶數(shù)或者都是奇數(shù)時,數(shù)學家就說這兩
      個整數(shù)具有“相同的奇偶性宇稱)”;如果一個是奇數(shù),
      一個是偶數(shù),它們就具有“不同的奇偶性宇稱)”。這樣
      一來,當有些亞原子粒子的行為象是奇數(shù),有些象是偶數(shù),
      并且奇數(shù)和偶數(shù)的相加法則永遠不被破壞時,那就是過去所
      說的“宇稱守恒”了。
      1927年,物理學家魏格納指出,亞原子粒子的宇稱
      是守恒的,因為這些粒子可以看作是具有“左右對稱性”。
      真有這種對稱性的東西與它們在鏡子里所成的像(鏡像)完
      全相同。數(shù)字0和8以及字母H和X都具有這樣的對稱性
      如果你把8,0,H和X轉一下,讓它們的右邊變成左邊,
      左邊變成右邊,那么,你仍舊會得到8,0,H和X。字母
      b和p就沒有這種左右對稱性。要是你把它們轉個180°,
      b就會變成d,p就變成q——成為完全不同的字母了。
      1956年,物理學家李政道楊振寧指出,在某些類
      型的亞原子事件中宇稱應該不守恒,并且實驗很快就證明他
      們的說法是對的。這就是說,有些亞原子粒子的行為好象它
      們在某些條件下是不對稱似的。
      由于這個原因,人們研究出了一個更普遍的守恒律。在
      一個特定粒子不對稱的地方,它的反粒子(即具有相反的電
      荷或磁場)也是不對稱的,但兩者的模樣相反。因此,如果
      粒子的形狀象p,它的反粒子的形狀就象q。
      如果把電荷(C)和宇稱(P)放在一起,就能建立一
      條簡單的法則,來說明哪些亞原子事件能夠發(fā)生,哪些亞原
      子事件不能夠發(fā)生。這個法則稱為“CP守恒”。
      后來,人們又明白了,為了使這個法則真正保險,還必
      須考慮到時間(T)的方向;因為一個亞原子事件看起來既
      可以是在時間中向前推進,也可以是在時間中向后倒退。添
      上時間以后的法則稱為“CPT守恒”。
      近來,就連CPT守恒也成問題了,不過到底怎么樣,
      目前還沒有得出最后的結論。

      宇稱,讀音yu3cheng1。描述粒子在空間反演下變換性質的相乘性量子數(shù)引。記為P。它只有兩個值+1和-1。如果描述某一粒子的波函數(shù)在空間反演變換(r→-r)下改變符號,該粒子具有奇宇稱(P=-1),如果波函數(shù)在空間反演下保持不變,該粒子具有偶宇稱(P=+1);n個粒子組成的系統(tǒng)的宇稱等于這n個粒子宇稱之積再乘以這n個粒子之間的n-1個軌道宇稱之積;軌道角動量量子數(shù)為l時,其軌道宇稱為(-1)。玻色子及其反粒子內稟宇稱之積為+1;費米子及其反粒子內稟宇稱之積為-1。在強作用和電磁作用過程中宇稱守恒,在弱作用過程中宇稱不守恒。

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