宇宙的对称性:空间和时间的对称性为什么如此重要?
许多物理现象中观察到的对称性破缺,比如电弱力的对称性破缺,揭示了粒子质量的来源。这种破缺是我们理解宇宙演化过程的重要线索,甚至可能关联到宇宙的暗物质和暗能量。未来的研究可能会进一步揭示空间和时间对称性的奥秘。新一代粒子加速器和天文观测将为科学家提供更多数据,帮助我们探索宇宙的基本结构。通过理解这些对称...
PRL速递:生命系统中对称性破缺的热力学限制
生命系统中的非平衡对称破缺生物系统通常远离平衡态,并表现出多种选择现象。这种选择现象打破了平衡时存在的由能量确定的对称性。例如,在DNA复制过程中,生物体能够以高保真度选择正确的核苷酸,从而确保遗传信息的准确传递,保证生物的生存。这种选择机制的准确性受到平衡态下能量的限制,但生物体可以通过消耗能量的中间步骤...
周周有戏睇|话剧《对称性破缺》:传奇厚重的物理史诗
《对称性破缺》故事中的主角是三名物理学家,与常人一样有困惑、不甘、畏缩、顽抗。他们不是走平路,也不是走坡路,而是走在起起伏伏间。这个世界的运行法则,决定了人总是时刻身处混乱与不可预见之中。但他们并未因为人生这一课题的难,便将软弱自欺为正确的归宿。这部作品献给时间的湍流。当我们站在现今的迷雾...
对称性破缺与涌现:对称性如何帮助理解生命和智能?
对称性的重要性深入到大脑功能的各个方面:心智因果性(mentalcausality)可以被理解为一种超越神经动力学的“虚拟力”(特别是在感知和行动方面)[16],甚至有人提出了“对称性情感理论(symmetrytheoryofvalence)”。该理论认为,快乐和痛苦可以被视作心智系统以某种适当方式、以不同程度,过渡到更加对称或更少对称的...
宇宙学最大的谜团:对称性破缺,为什么几乎不存在反物质?
这就是对称性破缺,即宇宙大爆炸瞬间产生的正物质和反物质的量不一样,正物质没有完全湮灭,这才产生了我们看到的宇宙。反物质听起来像是科幻小说中的概念,但它是非常真实的,它是粒子物理学标准模型的一个关键部分,1932年,CarlD.Anderson在加州理工学院使用云室和磁场进行的实验中首次探测到了反物质。
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...
对称性破缺导致四方相shiftedtG由立方相gyroid非光子晶体特性转变为光子晶体,随着骨架偏移程度的增加,其带隙逐渐打开并展宽,表明立方相到四方相的转变对gyroid结构性质的显著影响,也说明对称性破缺在获得TPMS家族新性质等方面的重要性(www.e993.com)2024年10月25日。图1:立方gyroid及四方shiftedtG结构的SAXS及TEM图像。四方shiftedtG在相同的q值范...
对称性在基础物理学中的作用
对称性破缺虽然自然的奥秘在于对称性,但世界的大部分纹理都归因于对称性破缺的机制,存在多种机制可以隐藏或打破自然界的对称性。第一个是显式对称性破缺,其中动力学仅近似对称,因此可以将对称性破坏视为一个小修正。这种近似的对称性导致近似的守恒定律,核力的同位旋对称性就是一种近似对称性,由于上夸克和下夸克质...
希格斯机制:基本粒子的质量之源
物理对称性破缺形成了物质的属性,化学对称性破缺促成了结构的演化,细胞对称性破缺推动了生命的进化,信息对称性破缺塑造了世界的互联。希格斯机制的核心思想是“自发对称性破缺”,而对称性破缺除了用于解释基本粒子的质量起源外,在物理、材料、信息、生物、经济等领域都有着重要的应用。2022年7月,在希格斯粒子发现十...
长文综述:大脑中的熵、自由能、对称性和动力学|新春特辑
我们确定了神经元群(neuronalpopulations)的基本属性,该属性导致等变矩阵出现在网络中,而在该网络中,复杂行为可以通过流形上的结构化流来表示,从而建立与脑功能理论相关的内部模型。我们提出一种从脑网络连接的对称性破缺中生产内部模型的神经机制。涌现的观点说明了自由能如何与内部模型联系起来,以及它们如何由神经...
Light | 太赫兹发射光谱探索新兴对称破缺材料
图2:基于对称性破缺材料实现太赫兹发射光谱的基本原理。本文中的另一个主题是关于材料中本征(如原子晶格等)和外部(如人工结构等)属性的相互作用。其中,人工结构可能引入新的对称性,并且进一步增强原来材料本身相对较弱的太赫兹响应,实现较强的太赫兹发射。