宇宙的对称性:空间和时间的对称性为什么如此重要?

对称性通常指在某些条件下,系统的性质不发生改变。对于宇宙而言,这意味着在空间和时间中,物理规律在不同位置和时刻保持一致。例如,如果你在不同的地点进行实验,得到的结果应该是相同的。这种一致性是科学研究的基础。空间和时间的对称性空间的对称性,即所谓的平移对称性,表明宇宙的物理法则在不同的空间位置是相同...

埃舍尔的魔法:对称平面的建立与废除

对称平面在自然界和人类的创造物中无处不在。然而,就空间的良好利用而言,它的作用却受到了极大的限制。本文要传达的信息是,无论是埃舍尔的周期性绘画,还是晶体结构,抑或是生物分子的相互作用,对称平面都不是常见的对称元素。最密堆积与互补埃舍尔的周期性绘画提供了最密堆积的模型。它们被广泛用于展示二维图案的...

上海大学贾林《Angew》:溶液中共组装制备不对称性放大的层级纳米...

自然界中广泛存在的层级不对称结构因其独特的功能引起了人们极大的兴趣,这些多尺度上的精巧结构通常是由手性分子在各种协同作用下的不对称传递和放大的结果。受此启发,近年来研究制备具有手性特征的材料成为热点,该类材料已被发现在智能识别、生物医用、电子传感等领域有着广泛的应用潜力。然而,构建人工手性不对称结构,...

中国科大发现细菌鞭毛钩抗弯刚度的不对称性

中国科大发现细菌鞭毛钩抗弯刚度的不对称性中国科大物理系袁军华、张榕京课题组发展流场单分子施力技术,用于精确测量活细菌鞭毛钩的抗弯刚度,发现细菌鞭毛钩在逆时针和顺时针旋转下的不同弯曲刚度,这种不对称性使得多鞭毛细菌的游动具有鲁棒性。该研究结果于3月30日发表在《物理评论快报》上[Phys.Rev.Lett.130,...

...主妇被授予荣誉博士学位,她的发现引发物理学家重新思考对称性

这个谜题的答案是,两种K介子是同一种粒子,宇称并不是自然界中弱相互作用的基本对称性。吴健雄的实验非常巧妙,她还设法证明了自然界打破了另一种对称性——C(电荷共轭)对称性,意思是说,如果将相互作用中的所有粒子换成它们的反粒子,这个过程应以同样的方式发生。这一发现使物理学家们认识到,不只宇称守恒,对于...

PRL速递:生命系统中对称性破缺的热力学限制

自从Prigogine等人提出耗散结构的概念以来,热力学与对称性破缺的关系一直是人们理解自然界的重要课题[2](www.e993.com)2024年11月6日。然而,由于非平衡系统动力学的复杂性,我们一直缺乏普适的方法来理解对称性破缺的普适热力学原理。矩阵树定理:连接图论与生物化学的桥梁在最近发表在PRL上的一项研究中,来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和德国...

对称性破缺与涌现:对称性如何帮助理解生命和智能?

对称性(Symmetry)是自然界从微观到宏观都普遍存在的结构,是诸多学科共有主题。在物理学中,对称性原则是牛顿运动定律、电磁学等基本理论的核心;在化学中,分子对称性决定其物理和化学性质;在生命科学中,对称性对生物形态、发育、功能、演化有重要意义。在一个具有对称性的系统中,可以对系统进行某种变换(例如旋转、平移...

华东理工大学李永生、曹渊渊/同济大学韩璐Chem:实现对称性破缺...

由于gyroid曲面的性质与其对称性息息相关,其对称性破缺将为材料带来新颖的结构以及性质,因此探究并调控gyroid曲面的对称性是数学家以及物理学家孜孜追求的目标。然而,目前所发现的gyroid曲面结构皆属于高度对称的立方晶系,包括经典的doublegyroid(DG),singlegyroid(SG),以及alternatinggyroid(AG)等。尽管数学家已从...

102岁杨振宁月薪惊人!工资上交,网友:难怪翁帆看不上那点遗产

1956年,杨振宁与李政道共同提出了“宇称不守恒理论”,这一理论颠覆了人们对自然界对称性的传统认知,打破了物理学界长期以来的思维定势。这一突破在学术界引发了巨大的轰动,并使两人在1957年共同获得了诺贝尔物理学奖。对于华人科学家而言,这一荣誉不仅是个人成就的象征,更是对整个中华民族科研能力的认可和鼓舞。

杨–米尔斯理论问世:发表才是硬道理

对称性是自然界的神奇属性之一,在物理学中扮演着至关重要的角色,为深刻理解自然规律的本质提供了举足轻重的基础。对称性不仅有助于对复杂系统进行分类和对复杂问题进行简化,还有助于发现相应的守恒律,甚至有助于确定相互作用的动力学。在量子场论和粒子物理学中,除了与能量、动量和角动量守恒密切相关的连续时空变换...