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什么是宇称

 千秋优昙 2014-05-05

 






2005-09-04 12:47提问者采纳
假定我们把每一个亚原子粒子都挂上标签:要嘛是A,
要嘛是B,二者必居其一。现在再进一步假定,一个A粒子
只要分裂成两个粒子,这两个粒于要不是统统属于A类,就
必定统统属于B类。这时我们可以写出A=A+A或A=B
+B。一个B粒子如果分裂成两个粒子,这两个粒子当中总
是有一个属于A类,另一个则属于B类,所以我们可以写出
B=A十B。
你还会发现另一种情形:如果两个粒子互相碰撞而分裂
成三个粒子,这时你就可能发现A+A=A+B+B或A+
B=B+B+B。
但是,有些情形却是观察不到的。例如,你不会发现A
+B=A+A或A+B+A=B+A+B。
这一切是什么意思呢?好吧,让我们把A看作2,4,
6这类偶数当中的一个,而把B看作3,5,7这类奇数。
两个偶数相加总是等于偶数(6=2+4),所以A=A+
A。两个奇数相加也总是等于偶数(8=3+5),所以A
=B+B。但是,一个奇数和一个偶数之和却总是等于奇数
(7=3+4),所以B=A+B。
换句话说,有些亚原子粒子可以称为“奇粒子”,另一
亚原子粒子可以称为“偶粒子”,因为它们所能结合成的
粒子或分裂成的粒子正好与奇数和偶数相加时的情况相同。
当两个整数都是偶数或者都是奇数时,数学家就说这两
个整数具有“相同的奇偶性宇称)”;如果一个是奇数,
一个是偶数,它们就具有“不同的奇偶性宇称)”。这样
一来,当有些亚原子粒子的行为象是奇数,有些象是偶数,
并且奇数和偶数的相加法则永远不被破坏时,那就是过去所
说的“宇称守恒”了。
1927年,物理学家魏格纳指出,亚原子粒子的宇称
是守恒的,因为这些粒子可以看作是具有“左右对称性”。
真有这种对称性的东西与它们在镜子里所成的像(镜像)完
全相同。数字0和8以及字母H和X都具有这样的对称性
如果你把8,0,H和X转一下,让它们的右边变成左边,
左边变成右边,那么,你仍旧会得到8,0,H和X。字母
b和p就没有这种左右对称性。要是你把它们转个180°,
b就会变成d,p就变成q——成为完全不同的字母了。
1956年,物理学家李政道杨振宁指出,在某些类
型的亚原子事件中宇称应该不守恒,并且实验很快就证明他
们的说法是对的。这就是说,有些亚原子粒子的行为好象它
们在某些条件下是不对称似的。
由于这个原因,人们研究出了一个更普遍的守恒律。在
一个特定粒子不对称的地方,它的反粒子(即具有相反的电
荷或磁场)也是不对称的,但两者的模样相反。因此,如果
粒子的形状象p,它的反粒子的形状就象q。
如果把电荷(C)和宇称(P)放在一起,就能建立一
条简单的法则,来说明哪些亚原子事件能够发生,哪些亚原
子事件不能够发生。这个法则称为“CP守恒”。
后来,人们又明白了,为了使这个法则真正保险,还必
须考虑到时间(T)的方向;因为一个亚原子事件看起来既
可以是在时间中向前推进,也可以是在时间中向后倒退。添
上时间以后的法则称为“CPT守恒”。
近来,就连CPT守恒也成问题了,不过到底怎么样,
目前还没有得出最后的结论。

宇称,读音yu3cheng1。描述粒子在空间反演下变换性质的相乘性量子数引。记为P。它只有两个值+1和-1。如果描述某一粒子的波函数在空间反演变换(r→-r)下改变符号,该粒子具有奇宇称(P=-1),如果波函数在空间反演下保持不变,该粒子具有偶宇称(P=+1);n个粒子组成的系统的宇称等于这n个粒子宇称之积再乘以这n个粒子之间的n-1个轨道宇称之积;轨道角动量量子数为l时,其轨道宇称为(-1)。玻色子及其反粒子内禀宇称之积为+1;费米子及其反粒子内禀宇称之积为-1。在强作用和电磁作用过程中宇称守恒,在弱作用过程中宇称不守恒。

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