很多时候,我们的理解总是会被名词本身所干扰。
举个例子,就说有些解释宇称不守恒定律的字段。以前我看到“镜像对称性被破坏”这句话,就常常会联想到照镜子。
我们都知道,镜像和实像通常是手性关系,也就是轴对称。当我们把手贴着镜子做顺时针方向转动时,镜中与我们手重合的镜像手做逆时针转动,这个过程中,两只手始终都是重合的。
可如果镜像对称性被破坏,当我们现实中的手做顺时针转动,镜中那只对应的手就有可能在抽自己的耳光。
对概念的理解到这里陷入了一个死角,那就是我可以理解这种镜中运动的不对称,但却无法回归现实中的具体意义。
也就是现实意义的“镜像对称性”被破坏到底是怎样的。后来我突然明白,从一开始就不应该用“镜像”这个词来形容和描述。
如果从一开始就用现实中的轴对称物体的运动来描述,反而更容易达成理解。
比如这个经典的例子:有两辆抽象的车,假使它们只有外壳、方向盘、油门,但还是能开动。一辆车的方向盘在左边,油门在方向盘的右边。另一辆车的方向盘在右边,油门在方向盘的左边。两辆车中都有驾驶员且在同一出发点平行。当甲驾驶员顺时针转方向盘且右脚踩油门时,乙驾驶员逆时针转方向盘且左脚踩油门。按我们的常理理解,两车都会往前开动且最终甲车的右侧车身和乙车的左侧车身会相互接触,这就像我们去触碰镜子的那根手指一般。
可是现实中的对称性要是被破坏了,那么这两辆车子就未必会碰在一起了。
当然,真正的宇称不守恒是在微观层面弱相互作用下的粒子身上才会出现,上述的一切例子都是为了便于理解。
最经典且真实存在的例子还得讲到实验物理学家吴健雄所做的钴60放射性衰变实验。
两个原子核自旋方向相反的钴60原子,它们因为衰变放射出电子。如果按照前面那个开车的例子,那么两个钴60原子释放的电子数应该相等,而且沿着这些电子放射的方向所画的射线应该可以关于一条轴对称且最终在轴上相交。但是由于弱力作用条件下这种对称性的破坏,它们放射出的电子数及运动轨迹并不符合我们的那种预期,也就是电子数可能不相等、运动轨迹也不对称。
(宇称不守恒定律:在弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称。)
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