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對稱破缺，什么是對稱性破缺

來源：整理時(shí)間：2024-09-07 13:05:51 編輯：智能門戶手機(jī)版

本文目錄一覽

1，什么是對稱性破缺
2，對稱性破缺是什么意思
3，對稱性破缺的簡介
4，對稱破缺的定義與天然存在的實(shí)效
5，對稱破缺的概念
6，物理學(xué)對稱破裂的是什么意思

1，什么是對稱性破缺

對稱性破缺是量子場論中的重要概念，指理論的對稱性為真空所破壞。它包含兩種情形—自發(fā)對稱破缺（)和動(dòng)力學(xué)對稱破缺({lang |en|dynamical symmetry breaking}})。它們在理論物理模型中都有重要應(yīng)用。著名例子分別為標(biāo)準(zhǔn)模型中的希格斯機(jī)制和超導(dǎo)物理中的BCS理論。

什么是對稱性破缺

2，對稱性破缺是什么意思

簡單的說，如果真空態(tài)并不是最低勢能，那么場就會(huì)產(chǎn)生對稱性破缺，達(dá)到勢能最低態(tài)。自發(fā)性的對稱性破缺是弱力傳播子獲得質(zhì)量的解釋，同時(shí)統(tǒng)一了電弱相互作用，并預(yù)言黑格斯粒子的存在。

對稱性破缺是什么意思

3，對稱性破缺的簡介

李政道認(rèn)為對稱性原理均根植于“不可觀測量”的理論假設(shè)上；不可觀測就意味著對稱性，任何不對稱性的發(fā)現(xiàn)必定意味著存在某種可觀測量。李政道說：“這些不可觀測量中，有一些只是由于我們目前測量能力的限制。當(dāng)我們的實(shí)驗(yàn)技術(shù)得到改進(jìn)時(shí)，我們的觀測范圍自然要擴(kuò)大。因而，完全有可能到某種時(shí)候，我們能夠探測到某個(gè)假設(shè)的不可觀測量，而這正是對稱破壞的根源。這和“對稱性破缺則是由宏觀走向微觀而展現(xiàn)事物差異性的方式”哲學(xué)觀點(diǎn)是一致的。假如沒有對稱性破缺，這個(gè)世界將會(huì)失去活力，也將是單調(diào)、黯淡的，也不會(huì)有生物。自然界同樣也存在著諸多對性破缺的例子。比如：弱作用力下的宇稱不守恒、粒子與反粒子的不對稱、手性分子的對稱性破缺等等。

對稱性破缺的簡介

4，對稱破缺的定義與天然存在的實(shí)效

“對稱破缺”是量子場論的重要概念，對探索宇宙的本原有重要意義。它包含“自發(fā)對稱破缺”和“動(dòng)力學(xué)對稱破缺”兩種情形。并天然實(shí)效的存在圖列；根據(jù)已知理論，大約137億年前，宇宙在一次“大爆炸”中誕生。之后，夸克、電子等粒子和同樣數(shù)量質(zhì)量但電荷相反的反粒子構(gòu)成了物質(zhì)。粒子和反粒子一旦碰撞，將在釋放能量后“同歸于盡”。因此，如果兩者始終并存，宇宙中的物質(zhì)最終將消失殆盡，甚至人類自身都將不會(huì)存在。但是，現(xiàn)在的宇宙中只有粒子“幸存”，沒有發(fā)現(xiàn)反粒子?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，除電荷相反外，粒子和反粒子還存在其他微小差異，這種性質(zhì)差異被稱為“對稱破缺”，這也就是反粒子幸存率為什么不如粒子的關(guān)鍵原因。

任務(wù)占坑

5，對稱破缺的概念

一個(gè)重要的概念叫做“對稱破缺”。溫度比較高的時(shí)候?qū)ΨQ比較低還是比較高？通常情況下，溫度比較高的時(shí)候?qū)ΨQ比較高，溫度比較低的時(shí)候?qū)ΨQ比較低。什么叫“對稱破缺”？舉個(gè)例子，有一個(gè)自旋，可以向上，也可以向下，就有一個(gè)向上、向下的對稱。如果自旋是確定地向上或者向下，就沒有這個(gè)對稱。對稱元素的減少就叫做對稱的“破缺”。正方形的圖，圖中的點(diǎn)表示可以通過對稱的操作連起來，這個(gè)點(diǎn)跟這個(gè)點(diǎn)通過在這個(gè)線上反演等價(jià)，這個(gè)點(diǎn)和這個(gè)點(diǎn)通過在這個(gè)線上反演等價(jià)。一看是正方形的，有8個(gè)對稱元素。如果我們設(shè)想，沿一個(gè)方向伸長一點(diǎn)，變成長方形以后，只有兩個(gè)對稱操作，一個(gè)相對于這根線的反演，一個(gè)相對于這根線的反演，從8個(gè)對稱元素變成了4個(gè)對稱元素，這就叫對稱破缺。在液體和氣體的相變中，液體和氣體的密度差，就是序參量。到了臨界點(diǎn)以上液體和氣體就不能分了。鐵磁體有一個(gè)自發(fā)磁化，或者向上，或者向下，這時(shí)上下是不對稱的。溫度高于居里點(diǎn)以后就沒有自發(fā)磁化，上下的對稱就恢復(fù)了。還要考慮連續(xù)的對稱。如果自旋可以在平面上轉(zhuǎn)，具有平面上的旋轉(zhuǎn)對稱；如果指定一個(gè)特定的方向，就是連續(xù)對稱的破缺。

對稱的一半是復(fù)制品

6，物理學(xué)對稱破裂的是什么意思

拉式量對稱的破缺是明顯(explicit)破確。自發(fā)對稱破缺指的是真空態(tài)不再遵循某種對稱性。比如你有一個(gè)勢能y=kx^2，那么真空態(tài)（能量最低點(diǎn)）對應(yīng)的點(diǎn)為x=0，這個(gè)點(diǎn)（態(tài)）在你改變x的符號下是對稱的(0->-0=0).但是想象你的勢能變?yōu)閥=-ax^2+bx^4，其中a,b都大于0，那么此時(shí)原點(diǎn)不再是一個(gè)穩(wěn)定的點(diǎn)（真空態(tài)），你可有自己畫個(gè)圖看看。現(xiàn)在的真空態(tài)為x=正負(fù)根號下(b/2a)。無論是取哪個(gè)符號，真空態(tài)不再是改變x符號后不變(x取不同符號的兩個(gè)態(tài)是線性無關(guān)的話)。自發(fā)對稱破缺跟弱電統(tǒng)一理論有很深的聯(lián)系。

對稱性普遍存在于自然界中，對稱現(xiàn)象是物質(zhì)世界某種本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律的體現(xiàn)。物理學(xué)以研究物質(zhì)世界規(guī)律為對象，研究物理學(xué)中的對稱性對于探索物質(zhì)世界有著十分重要的意義，本文從三個(gè)方面對物理學(xué)中的對稱性進(jìn)行討論：(1)宏觀物質(zhì)世界中的時(shí)空對稱性。(2)微觀物質(zhì)世界中的對稱性及規(guī)范對稱性。(3）對稱性與守恒律之間的對應(yīng)關(guān)系。對稱現(xiàn)象遍布于自然界中，如人體的左右對稱，五角星的旋轉(zhuǎn)對稱及四季的更換對稱等，這些都屬于時(shí)空對稱，按對稱的定義來講，對稱就是指物體相對而又相稱，或者說它們相仿，相等。所謂對稱性是指：某種變化（或操作）下的不變性。世界上各種事物的對稱性表現(xiàn)在兩方面：其一是物體形狀或幾何形體的對稱性。如等腰三角形有軸對稱性，平行四邊形有中心對稱性，這是因?yàn)楦鶕?jù)對稱性的定義，我們使等腰三角形和平行四邊形分別發(fā)生如下變換后圖形具有不變性。圖一(a)如果把等腰三角形abc以其高線ad為軸整體地旋轉(zhuǎn)180度則所得的圖形將于原來的等腰三角形完全重合；圖一(b)中如果把平行四邊形abcd繞其一對角線的交點(diǎn)o整體地旋轉(zhuǎn)180.度，則所得的圖形將與原來的平行四邊形完全重合。其二是事物進(jìn)程或物理規(guī)律的對稱性。所謂物理規(guī)律的對稱性是指：物理規(guī)律在某種變換下的不變性。有一個(gè)人們熟悉的例子，當(dāng)把一個(gè)帶擺錘的鬧鐘放到地球上的不同位置時(shí)，由于各地的重力加速度不等，導(dǎo)致其快慢不一樣，此時(shí)，這座鐘的運(yùn)動(dòng)在不同的地方并不具有重復(fù)性（或不變性），但是，能否因此認(rèn)為，擺錘振動(dòng)的物理規(guī)律在各處不同呢？答案是否定的，擺錘的周期與重力加速度之間的依賴關(guān)系并未改變，所以物理規(guī)律依然保持不變。在物理學(xué)中，存在著人們熟知的守恒定律。比如，能量守恒定律，動(dòng)量守恒定律，電荷守恒定律等。它門的出現(xiàn)不是偶然的，而是物理規(guī)律具有多種對稱性的必然結(jié)果。因此，研究物理規(guī)律的對稱性十分重要。這是因?yàn)椋禾剿魑粗奈锢硪?guī)律時(shí)可以以普通的對稱性作為引導(dǎo)；物理規(guī)律的每一種對稱性通常都對應(yīng)一種守恒定律，下面我們首先來分別討論宏觀，微觀物理世界中的各種對稱性

“對稱破缺”是量子場論的重要概念，對探索宇宙的本原有重要意義。它包含“自發(fā)對稱破缺”和“動(dòng)力學(xué)對稱破缺”兩種情形。對稱破缺（英文名：broken-symmetry）的概念在上世紀(jì)六七十年代就被引入基本粒子物理學(xué)，用最簡單的話來說，該觀念使數(shù)學(xué)形式保持對稱，而使物理結(jié)果保持不對稱。“標(biāo)準(zhǔn)模型”就建立在具有對稱破缺的規(guī)范理論的基礎(chǔ)之上。其中需要注意的是，系統(tǒng)表現(xiàn)的對稱性減少，通常與相變相關(guān)。