Избыточный вес, или являются ли лишние килограммы помехой симметрии?

[koptchick]

В прошлый раз я остановился на том утверждении, что тайным орудием физиков в их благородном деле по построению «теории всего» служит такая вещь как симметрия. Как же она может им помочь?

Comments

[arhaloff]

Удивительно, в свое время в курсе кристаллоптики мне вынесли мозг этой симметрией. Сейчас моя деятельность далека от фундаментальной физики, однако, казалось бы, твой примитивный пример с квадратом, часто необходим при развесе световых приборов на сцене. И я каждый раз удивляюсь, что техники не догоняют, что такое осевая или точечная симметрия.

[koptchick]

Да, вроде бы и примитивный пример, а вот теория симметрии/групп вещь непростая. Несмотря на всю её важность, даже на физмехе питерском за всё время моего студенчества не нашлось человека из профессоров, кто толково бы прочёл её :( Если на физмехе нет, то куда уж техникам сцены...

[arhaloff]

Мне, в ФТИ читал Владимир Иделевич Перель. Просто сейчас, оказывается, то что воспринимается как примитив, для кого-то целая наука и заморочка. Удивительно.

[koptchick]

Перель! По-доброму завидую вам...

[vbanyulogin]

Как "Рабыня Изаура" - на самом интересном месте конец серии :)

[koptchick]

Конечно! Нужно же интригу создавать!)

[fux1]

Я тоже заинтрегован тем, что придумал Хиггс-бозон. )))

У вас очень интересный научный журнал. Далеко не всё понятно, но очень ярко и образно написано.

[koptchick]

Спасибо! Очень скоро будет и про Хиггса

[treumer]

И все таки - непонятно - что такое "зеркальная лаборатория" ?!

Там должен быть потолок, в том месте, где у зеркальной - пол ?
И все должно не падать а лететь вверх с тем же ускорением ?

А там где лево - должно быть право ?!?

[koptchick]

Спасибо за вопрос. Наверное, мне стоило было уточнить это в тексте. Верно последнее ваше предположение. Подразумевается, что воображаемое зеркало висит в лаборатории на стене. Поэтому в "зазеркалье" лево меняется на право, а право на лево. Потолок же с полом на месте стоят :)

[treumer]

Неужели бывают физические законы, которые работают в лаборатории где окно слева от двери, и не работают где оно справа ?! :)

[koptchick]

Речь ведь не только и не столько о дверях и окнах лаборатории, сколько об экспериментальной установке, т.е. условиях наблюдения физического эффекта. И таки да, например, явление бета-радиоактивности (происходящее через слабые взаимодействия) зеркальную симметрию нарушает.

[i_aint]

Это, наверное, глупый вопрос, но всё-таки: существует ли какая-нибудь иерархия симметрий? Скажем, если в том или ином уравнении соблюдается симметрия типа А, из этого обязательно следует соблюдение симметрии типа В. И наоборот - нарушение симметрии С с необходимостью влечет нарушение симметрии D.

[koptchick]

Иерархия есть. Есть, грубо говоря некоторые "маленькие симметрии" или преобразования, есть, условно, "большие". Маленькие выполняться обязаны не во всех случаях. Большие - выполняются в более широком спектре явлений или даже во всех, что наблюдаются.

Например, есть отдельные "маленькие" преобразования симметрии: обращение времени (T), зеркальное отображение (P), дираковское сопряжение (C). Не во всех процессах эти симметрии по-отдельности выполняются. Однако же не обнаружено пока таких явлений, которые не были бы симметричны относительно комплексного CPT преобразования. Т.е., если некий процесс посмотреть, например, "задом-наперёд" во времени (проверить на T-симметрию), то он может измениться, т.е. этой симметрии не удовлетворить. Однако, если его ещё и в зеркале отобразить, да сопрячь по-дираковски, то всякий процесс должен перейти сам в себя.

[i_aint]

Спасибо за ответ.
Если можно, еще один (последний) вопрос, даже просто уточнение. То, что Вы писали про симметрию времени (абзац перед картинкой со "свинками") и Т-симметрия - это одно и то же? И если да, то как быть с энтропией? Ведь она делает прошлое и будущее отличимыми друг от друга. То есть, Т-симметрии не должно быть никогда.

[koptchick]

Это симметрии, строго говоря, разные, но близкие по смыслу.

С возрастанием энтропии вопрос очень интересный. Что оно, по сути, говорит? - два различных газа, первоначально содержащиеся в разных, разделённых непроницаемых перегородкой стенкой, если эту стенку в один прекрасный момент убрать, необратимо перемешаются, т.е. энтропия возрастёт.

Однако, с принципу обратимости времени это обстоятельство не противоречит, т.к. для каждой отдельной частицы газов он выполнен: каждая молекула совершенно спокойно может переместиться обратно "в своё прошлое", переместившись в своё первоначальное положение. Другое дело, что все частицы разом взять да перелететь в исходные точки вряд ли захотят. Вероятность этого события ничтожно мала, однако, в принципе, оно возможно. И возрастание энтропии отражает лишь малость вероятности того, что система двух перемешавшихся друг с другом газов займёт именно такое положение из всех возможных, предоставленных ему состояний.

[jimhen]

можете ли Вы считать, что реликтовое излучение на карте симметрично? Конечно никак нет. Это вопрос из той же области, почему не баланса между материей и антиматерией. Для меня вообще загадка, почему мы не имеем этих симметрий с самого начала нашей Вселенной (если они имела начало).

Говорят квантовые флуктуации виноваты. Так вот, именно из-за непредсказуемых и несимметричных квантовых флуктуаций рассуждения о "зеркально аналогичных" лабораториях теряют всякий смысл.

Квантовые флуктуации вакуума в общепринятом представлении как раз и считаются источниками появления энергии из "ничто", в "ничто" и уходящая. Если не ошибаюсь, на этом Хокинг строил своё открытие изложенное в диссертации - на квантовых флуктуациях на границе аккреционного диска.

[koptchick]

Мне трудно сказать, как именно проявили себя квантовые флуктуации в ходе формирования карты реликтового излучения и появлении асимметрии между материей и антиматерией (её наличие и для меня загадка). Однако же наличие квантовых флуктуаций вовсе не представляет из себя помехи для выполнения всех необходимых симметрий (в том числе сохранения чётности) в "обычной" лабораторной квантовой физике. Эти флуктуации - суть фундаментальная неопределённость, закладываемая в теорию принципом Гейзенберга.

[jimhen]

нельзя принципом неопределенности оправдывать всё :) Ваш упрощенный пример о двух идентичных лабораториях неверен, потому что именно согласно принципу неопределенности они никак не могут быть идентичными. Ну разве что они состоят из массивов попарноспутанных частиц. Да и то, они наверняка расположены в разных местах пространства, не в одном же, что уже делает их разными. Мне кажется, что в данном случае Вы оперируете принципом неопределенности в таком же смысле, как уравнение бесконечность+1=бесконечность-1. Оно как бы верно, и как бы интуитивно не верно.

[koptchick]

Принцип неопределённости никак не мешает говорить о симметриях системы (лаборатории), описываемой с помощью волновой функции, которая внутри себя уже этот принцип содержит со всеми флуктуациями. Поэтому две системы с одинаковыми (с точностью до преобразования симметрии: хоть трансляционной, хоть зеркальной) волновыми функциями будут тождественны с точки зрения квантовой механики, если только гамильтониан, которому их волновая функция удовлетворяет, сам по себе обладает этими симметриями.