对称性在基础物理学中的作用
对称性在物理学中更重要的含义是守恒定律的存在。对于每一个全局连续对称性——即在任何地方和任何时间都以相同方式作用于物理系统的变换——存在一个相关的不变量:守恒量。这个联系直到1918年才被注意到,当时艾米·诺特证明了她著名的关于对称性和守恒定律的定理。因此,由于物理定律在空间变换下的不变性,动量守恒;...
“拉索”验证相对论时空对称正确性
“这表明洛伦兹对称性在接近普朗克能标下仍然是正确的。”毕效军坚定地说。
中国科大在单自旋量子调控研究中取得重大进展
基于此方案,研究组将金刚石中的一个氮-空位缺陷中的电子自旋用作系统比特,一个核自旋作为辅助比特,实现了宇称时间对称哈密顿量,并观测到宇称时间对称性破缺现象。实验结果首次展示了单自旋量子态在宇称时间对称哈密顿量支配下的演化。通过调节哈密顿量的参数,可以清晰地观测到从对称性未破缺到对称性破缺的相变过程(如...
物理学中的群论:从纯数学到宇宙奥秘
如果超对称性在自然界中存在,那么它可以解决粒子物理学中的几个突出问题,如层次结构问题和暗物质问题。群论对于构建超对称模型并分析其现象学意义至关重要。凝聚态物理中的群论群论在凝聚态物理中的主要应用之一是研究晶体结构。晶体的特点是原子的周期性排列,这可以通过空间群来描述。空间群结合了平移对称性和点群...
暗物质与希格斯机制
其基本思想来源于凝聚态物理中朗道-金斯伯格描述相变中所谓“序参量”的自发对称性破缺。具体而言,类比于凝聚态系统中的序参量,他们理论构造了一种充斥在整个时空中的标量场,今天被称为“希格斯场”(Ф),这个场的动能和势能均满足规范不变性,需要被增加到标准模型的拉氏量中...
宇宙大爆炸产生了等量的物质和反物质,反物质都去哪了?
现代物理学中的弱作用宇称不守恒效应,就是一种对称性破缺的表现(www.e993.com)2024年9月11日。它告诉我们,在弱相互作用中,物质与反物质的行为并不完全对称,这种不对称性虽然微小,但足以解释宇宙中物质的起源。在物质与反物质的湮灭过程中,宇宙经历了一场宏大的转变。根据现有的物理理论,宇宙大爆炸之后,物质与反物质发生了大规模的相互湮灭,这...
清华大学团队首次在室温里德堡气体中观测到“时间晶体”
自发对称性破缺是近代物理学最重要的概念之一,它可以描述各种丰富的量子物态形成的机制。作为人们熟知的一个例子,空间平移对称性的自发破缺会使得物质中的原子在空间上形成有序的周期分布,从而导致了晶体的产生。由于空间和时间的等价性,一个自然的问题就是相互作用能否导致时间平移对称性的自发破缺,并在时间维度上结晶...
长文综述:大脑中的熵、自由能、对称性和动力学|新春特辑
我们的大脑在一定程度上是贝叶斯推理系统,生成内部模型对外部世界作出预测,然后将预测与感官输入不断地进行对比,形成预测误差并更新内部模型。2022年初发表于跨学科期刊JournalofPhysics:Complexity的一项研究提出一种神经机制——大脑从脑网络连接的对称性破缺中生成内部模型。涌现的观点说明了自由能如何与内部模型联...
多者异也:破缺的对称性与科学层级结构的本质 |科学经典
*对称性破缺可以粗略理解为原来具有较高对称性的系统,出现不对称因素,其对称程度自发降低的现象。首先需要澄清两点:一,当我说尺度变化导致根本性变化时,我并不是在说那个广为人知的观点,即新尺度下的现象遵循完全不同的基本定律——比如,宇宙尺度遵循广义相对论,原子尺度遵循量子力学。我想大家应该都承认,所有普通...
一周前沿科技盘点丨他们围绕“宇称-时间对称性”展开新的叙事;
在传统的PT对称系统中,需要较强的增益/损耗来达到奇异点和PT对称自发性破缺,而通过该研究提出的FloquetPT新机制,可以较大程度降低PT对称自发性破缺发生的阈值,即以较小的增益/损耗来实现奇异点和PT对称自发性破缺。该研究通过周期性调节增益/损耗分布,精准控制了EP的出现和PT相位转换。此外,对于不同的初始模态,通...