对称性、对称性破缺和相变

本文将扼要介绍物理学中对称性的分类及其特征,说明对称性破缺与一物理系统从无序到有序的相变过程间的关系,并讨论了对称性破缺出现的前提     

对称性,对称性破缺和相变

本文将扼要介绍物理学中对称性的分类及其特征，说明对称性破缺与一物理系统从无序到有序的相变过程间的关系，并讨论了对称性破缺出现的前提。     

夸克与对称性自发破缺

用普通物理和原子物理的语言论述了对称性破缺机制和理论模型,介绍了2008年度诺贝尔物理学获奖者小林诚(Makoto Kobayashi)、益川敏英(Toshihide Maskawa)关于弱相互作用的理论模型(KM模型)和对称性破缺的起源,它是对电弱统一理论的完美补充;详细分析了在微观粒子世界系列实验中对称性自发破缺和夸克的发现.     

对称性和对称性破缺

对称性存在于自然界许多客观物体的几何形状之中，例如物体和镜中的像物体有镜像对称性，一个球形物体对它的轴有转动对称性，对称性也存在于周围物体和各种建筑图案等等。对称性在物理上决定了微观世界中基本粒子特性和它们之间的相互作用规律存在各种对称性质。例如在不同时间不同地点做同样一个物理实验其结果是相同的，不会因为在中国和美国做出不同物理规律的结果。这意味着对一个物理系统，时空坐标原点的选取和坐标轴方向的选取都不影响客观的物理规律，     

对称性自发破缺和希格斯机制

 众所周知,本世纪最辉煌的科学成就之一是弱电统一理论,然而历史上这一理论的重大突破有赖于对对称性自发破缺的研究,特别是希格斯机制的建立。     

破缺的对称性——简评2008年诺贝尔物理学奖

2008年10月7日北京时间下午5点45分,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将本年度的诺贝尔物理学奖的一半授予美国芝加哥大学的南部阳一郎（Yoichiro Nambu）,以表彰他发现了亚原子物理中对称性自发破缺的机制,奖项的另一半由日本高能加速器研究机构（KEK）的小林诚（Makoto Kobayashi）和京都大学的益川敏英（Toshihide Maskawa）分享,以表彰他们发现了对称性破缺的起源,并由此预言了自然界中至少有3个夸克家族存在．     

对称性与对称的破缺性

对称与对称破缺是自然界中普遍存在着的一种矛盾关系。对称是变化中的同一 ,反映不同物质形态在运动中的共性 ,破缺是变化中的差异 ,反映不同物质形态在运动中各自的特性。自然界的物质 (包括整个自然界在内 )处于对称→对称破缺→深一级对称→对称性又破缺……这样不断深化之中     

含磁单极电动力学的电磁对偶对称性自发破缺问题

首先提出了一种认为磁单极的存在将导致电动力学电磁对偶对称性自发破缺的新观点,指出了和这种对称性自发破缺相关联的零质量标量粒子即Goldstone玻子存在的可能性.然后通过对含磁单极电动力学作用量描述困难的分析,提醒读者磁单极的存在给电动力学带来的复杂性和不对称.最后为非高能物理背景的读者提供了两类磁单极即经典场扩展位形类磁单极和点粒子磁单极的概念.     

质量起源——从对称性破缺到希格斯机制

 物理学再次回到质量起源问题是在20世纪60年代。 20世纪60年代初， 物理学家在对基本粒子的研究中已经发现了许多对称性。 对称性在物理学中一直有着重要的地位， 不仅由于其优美的形式与物理学家们对自然规律的美学追求十分吻合， 更重要的是因为它不仅中看， 而且中用， 有一种穿透复杂性的力量。 即使在对体系动力学行为还没有透彻理解的情况下， 对称性也往往具有令人瞩目的预言能力。 这最后一点在20世纪五六十年代的粒子物理研究中具有极大的吸引力， 因为当时人们对基本粒子相互作用的动力学机制知之甚少， 而且对在很大程度上为研究基本粒子相互作用而发展起来的量子场论产生了很深的怀疑。 在这种情况下， 许多物理学家对对称性寄予了厚望， 希望通过它们来窥视大自然在这一层次上的奥秘。     

具有动力学破缺的模型在有限温度和密度下的手征相变

作为一种定性的指导,本文用近似方法考察了具有动力学破缺的模型的手征对称性恢复相变.建立了模型的自洽方程;给出了费米子的凝聚和质量以及系统的能量密度和比热对温度和密度的依赖关系.结果表明在零化学势和有限温度情况,手征相变是二级相变,而在有限温度和密度及零温有限密度情况,手征相变是一级相变且从破缺相到正常相的转变温度或密度不同于从正常相到破缺相的转变温度或密度.     

受限于对称性破缺狭缝间氢键流体的相平衡研究

利用密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了受限于对称性破缺狭缝间氢键流体的相平衡. 首先根据氢键流体的吸附-脱附等温线及相应巨势获得不同条件下氢键流体的相图. 进一步讨论了氢键作用、狭缝间距、狭缝与流体分子间相互作用及对称性破缺程度等因素对氢键流体相平衡的影响. 结果表明, 由于狭缝与流体分子及流体分子间的相互作用存在竞争, 使得受限于对称性破缺条件下的氢键流体呈现更为复杂的相态特征.     

对称性及其破缺与2008年诺贝尔物理学奖

2008年10月7日瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将本年度诺贝尔物理学奖的一半授予美国芝加哥大学的南部阳一郎（Yoichiro Nambu）,以表彰他发现了亚原子物理中的对称性自发破缺机制;奖项的另一半由日本高能物理研究所（KEK）的小林诚（MakotoKobayashi）和京都大学的益川敏英（ToshihideMaskawa）分享,     

生命起源中的对称性破缺

生命起源中的对称性破缺─—分子的手性是生物学中长期困惑不解的难题。自然界中组成蛋白质的氨基酸几乎都是Ｌ型。最近萨拉姆提出,由于Ｚ°相互作用结合玻色凝聚态理论,在某临界低温有可能引起氨基酸由Ｄ向Ｌ型的二级相变,并通过非线性化学动力学将对称破缺放大。     

强相互作用系统的对称性及其破缺

本文简要介绍对称性及其破缺的概念和基本的数学上所说的幺正对称性等的微观粒子实现,从而为利用抽象的数学描述物理问题奠定基础。本文还简要介绍早期宇宙强相互作用物质演化过程的对称性及其破缺,尤其是可见物质质量的产生(比如DCSB)以及强相互作用等基本相互作用的规范对称性和破缺,为有意向探讨早期宇宙强相互作用物质演化的青年学者和研究生提供必要的知识储备,并打开一扇窗口。同时,还简要讨论原子核的对称性及其破缺,尤其是作为强相互作用多体系统的束缚态研究中的基本理论方法、(多粒子)壳模型及相互作用玻色子近似模型(IBM)、集体运动的描述及集体运动模式演化(形状相变)的研究方法及进展简况,提供一些在基本理论方法与前沿研究课题之间建立桥梁的实例。     

手征破缺模型与饱和核物质的热力学性质

本文在平均场理论框架下用手征破缺模型研究了不同温度区域饱和核物质的热力学性质.改进并推广了Chowdhury等人的结果,通过费米积分的数值积分确认了Chowdhury等处理核物质低温高密度系统近似方法的适用范围为βμ_eff>2.4,给出了(液)-(气)相变临界温度T_c≌23MeV,并得到核子-反核子等离子体相变区域为T=150～200MeV.     

探寻对称性破缺的秘密——访2008年诺贝尔物理学奖得主

水中月、镜中花,对称广泛存在于自然界．对称与不对称在人们的日常生活中是一个永恒的话题,也是物理学家们长期努力、苦苦探寻的一个基础而又深奥的科学问题．获得今年诺贝尔物理学奖的三位科学家,提出的有关理论就是向我们诠释：因为有了对称性破缺,才有了延续至今的宇宙万物和五彩缤纷的世界,也才有了我们个性各异的人类自身．     

瞬态荧光方法研究溶剂诱导的三苯胺衍生物的对称性破缺电荷转移动力学

在缺乏特征红外振动的情况下追踪具有四极或八极对称性分子的激发态对称性破缺电荷转移通常是很困难的.本文以一种具有八极对称性的三苯胺衍生物为研究对象,利用飞秒时间分辨瞬态荧光光谱方法获得发光跃迁偶极矩的演化动力学,进而实时表征了其溶剂诱导对称性破缺电荷转移的动力学过程.当该分子处于弱极性甲苯溶液中时,在激发态弛豫过程中其发射偶极矩变化较小;当处于较强极性的四氢呋喃溶液中时,其发射偶极矩在数皮秒内快速减小.在对比单体偶极分子的荧光动力学后,推断八极分子的发光态在强极性溶剂中经历溶剂诱导的结构变化,由激子耦合的八极对称性降低至激发定域的偶极对称性;而在较弱极性的溶剂中,其八极对称性在溶剂化稳定中得以较大程度的保持.     

对称性自发破缺所诱发的种子平行雷诺胁强

根据第二类气球模理论,在托卡马克中诸如不稳定漂移波类的环形局部模将在径向呈现源于环形性的对称性自发破缺。以流体离子温度梯度模模型方程为例,解出在准环坐标系中由对称性自发破缺产生的二维局部模本征模式。在略去边带效应后,它成为具有径向位移修正的平板模式。由位移修正离子温度梯度模式导出了种子平行雷诺胁强,而它在传统的(无位移修正的)平板模式下被证明为零。     

手征对称破缺模型中相对论Hartree近似下的巨单极和巨四极态

本文在相对论平均场理论框架下,用手征对称破缺模型讨论核物质的可压缩因子,用局域的Lorentz变换和Scaling坐标方法讨论了巨单极和巨四极共振激发能量.将所得结果与QHD(Quantum hadrodynamics)的σ-ω模型计算结果比较,发现可压缩因子、巨单极及巨四极态的激发能都比σ-ω模型的计算结果更加接近于实验值.