自旋系統中的時間反演對稱性如何理解?

2025-06-01 21:45:12 字數 1573 閱讀 4792

1樓:鄧飛瑤

對於像光子、電子、各種夸克這樣的基本粒子,理論和實驗研究都已經發現它們所具有的自旋無法解釋為它們所包含的更答旅小單元圍繞質心的自轉(參見經典電子半徑)。由於這些不可再分的基本粒子可以清悉凳認為是真正的點粒子,因此自旋與質量、電量一樣,是基本粒子的內稟性質。其中h/2π是約化蒲朗克常數,s稱為自旋量子數,自旋量子數是整數或者半整數(0, 1/2, 1, 3/2, 2,……自旋量子數可以取半整數的值,這是自旋量子數與軌道量子數的主要區別,後者的量子數取值只能為整數。

自旋量子數的取值只依賴於粒子的種類,無法用現有的手段去改變其取值。例如,所有電子具有s = 1/2,自旋為1/2的基本粒子還包括正電子、中微子和夸克,光子是自旋為1的粒子,理論假設的引力子是自旋為2的粒子,已經發現的希格斯玻色子在基本粒子中比較特殊,它的自旋為0。亞原子粒子。

對於像質子、中子及原子核這樣的亞原子粒子,自旋通常是指總的角動量,即亞原子粒子的自旋角動量和軌道角動量的總和。亞原子粒子的自旋與其它角動量都遵循同樣的量子化條件。通常認為亞原子粒子與基本粒子一樣具有確定的自旋,例如,質子是自旋為1/2的。

粒子,可以理解為這是該亞原子粒子能量量低的陸納自旋態,該自旋態由亞原子粒子內部自旋角動量和軌道角動量的結構決定。

利用第一性原理推匯出亞原子粒子的自旋是比較困難的,例如,儘管我們知道質子是自旋為1/2的粒子,但是原子核自旋結構的問題仍然是乙個活躍的研究領域。<>

2樓:汐

因為大多數系統在時間反演下都不會保持不變,實際上問題變成是否能夠找出乙個系統具有時間反演對稱性。在經典力學中,速度v在時間反演操作t下反向,但是加速度在時間反演操作下不變。因此耗散系統中必然包含速度v的奇次方項。

但是如果設計乙個精巧的實驗將耗散儘可能移除的話,力學定律被證明是時間反演不變的。耗散的出現源自熱力學第消瞎芹二定律。

當帶電物體在磁場中b中運動時,系統受到洛倫茲力,而洛倫茲力的表示式包括v×b項,這使得在磁場中的系統初看起來在t操作下並不會保持不變。拿畢但是仔細觀察後發現b在時間反演操作下同樣改變了神絕符號。這是因為磁場是因電流j產生的,因此在t操作下b會變號。

因此帶電物體在電磁場中的運動是時間反演不變的(如果認為外場是固定不變的,則電磁場中運動的物體在區域性仍然將不具有時間反演不變性,具體可參見法拉第旋光器)。引力在經典力學中一般也被認為是時間反演不變的。<>

時間反演對稱性的物理學量受時間反演變換的影響

3樓:佼雅韻

時間反演後不變的經典變數有:

粒子在三維空間中的位置。

粒子的加速度。

作用在粒子上的力。

粒子具有的能量。

電勢(伏特)

電場。 電位移。

電荷密度。電極化強度。

電場的能量密度。

麥克斯韋應力張量。

質量,電荷,耦合常數,和其他物理常量(除了與弱相互作用有關的)。 時間反演後變號的經典變數:

事件發生的時刻。

粒子速度。粒子動量。

乙個粒子的角動量 (包括軌道和自旋)

電磁矢勢。磁感應強度。

磁場強度。電流密度。

磁化強度。坡印廷向量。

功率(單位時間內所做的功).

什麼是粒子自旋,粒子物理學中的自旋是什麼意思

自旋就相當於是粒子在做自轉,但其實粒子並不是球體,只是可以這樣認為。自旋1 2就是這個粒子旋轉兩圈後會和原來看起來一樣,自旋為2就是旋轉半圈會和原來看起來一樣。自旋就是粒子的內稟角動量引,自旋與質量 電量一樣,是基本粒子的內稟性質。說的直白一回點就是點粒子答的角動量性質。現代量子力學理論認為,任意體...

請問自旋量子數中的 1 1, 1 2是由什麼來確定的啊?

看是玻色子還是費公尺子了,費公尺子的自旋是半奇數,玻色子的自旋是整數的。首先,自旋是內稟屬性 也就是像電荷,質量這樣的內在屬性,並不是一般理解的機械運動 自己轉 電子是費公尺子,他的自旋角動量就是 ,但它在空間的投影有 和 兩個分量,這兩個分量可以認為是他的磁量子數。如果是 可以認為是自旋朝上,反之則自旋...

粒子物理學中的自旋是什麼意思

自旋,即是由粒子內稟角動量引起的內稟運動。在量子力學中,自旋 英語 spin 是粒子所具有的內稟性質,其運算規則類似於經典力學的角動量,並因此產生一個磁場。雖然有時會與經典力學中的自轉 例如行星公轉時同時進行的自轉 相類比,但實際上本質是迥異的。經典概念中的自轉,是物體對於其質心的旋轉,比如地球每日...