一些資料將反物質描述為與正常物質一樣,但是“向後追溯”。那個的真實意義是什麼?一般而言,這是一個很好的類比,並且數學上可以精確嗎?從物理上講,什麼東西會及時向後移動?
一些資料將反物質描述為與正常物質一樣,但是“向後追溯”。那個的真實意義是什麼?一般而言,這是一個很好的類比,並且數學上可以精確嗎?從物理上講,什麼東西會及時向後移動?
據我所知,大多數物理學家都不相信反物質實際上是隨時間向後移動的物質。從流行的觀點來看,時間倒退到底意味著什麼,甚至還不太清楚。當時,物理學的一大難題是為什麼特定基本粒子的所有實例(例如所有電子)顯然都相同。費曼有一個非常容易動搖的想法,即所有電子實際上都可以是同一電子,只是在時間的開始和結束之間來回反彈。據我所知,這個想法從來沒有發展成任何數學基礎,但確實激發了費曼和其他人計算出從量子場理論中得出的某種精確意義上電子向後移動的特性。他們想到的是一個與正電子的已知特性相匹配的粒子。
只是讓您大致了解粒子在技術上“向後移動”的含義:在量子場論中,粒子隨其移動而帶有各種守恆量。這些數量可能包括能量,動量,電荷,“風味”等。隨著粒子的移動,這些守恆量會產生“電流”,這些電流的方向基於守恆量的運動和符號。如果應用時間反轉運算符(這是一個純粹的數學概念,而不是實際上會反轉時間的東西),則會反轉電流的方向,這等效於反轉守恆量的符號,因此(大致而言)轉向粒子變成反粒子。
例如,考慮電流:它是由電荷的運動產生的,電流的方向是電荷的運動方向和電荷的符號的乘積。
$$ \ vec {I} = q \ vec {v} $$
正電荷向左移動($ + q \ times -v $)等同於負電荷向右移動($ -q \ times + v $)。如果您有一個向右移動的電子流,並且您應用了時間反轉運算符,則它將向右速度轉換為向左速度($ -q \ times -v $)。但是,通過將電子轉換為正電子並讓它們繼續向右移動($ + q \ times + v $),您將獲得完全相同的結果。無論哪種方式,您都會使淨正電荷流向右移動。
如果您感興趣的話,可以選擇閱讀:量子中有一個非常基本的(儘管很難證明)定理場論,即TCP定理,它說,如果應用時間反轉,電荷共軛(開關粒子和反粒子)和奇偶校驗反轉(鏡像空間)這三個操作,則結果應與開始時完全相同。從實驗數據我們知道,在某些特殊情況下,電荷共軛和奇偶校驗反轉的組合不會使所有物理過程保持不變,這意味著時間反轉也必須如此:物理學不是時間反轉不變。當然,由於我們不能實際上倒退時間,因此我們無法確切地測試這是正確的方式。
反物質是在每個精確的有意義意義上的物質,它們在時間上向後移動。在漢密爾頓式的表述中,“向後移動”的概念是荒謬的,因為整個描述只能隨時間前進。這就是哈密頓量的定義-它使您及時前進。因此,如果用哈密頓量表示量子力學,那麼這個想法很難理解(仍然可以做到-當領域哈密頓量是唯一的工具時,斯圖克伯格在路徑積分之前就發現了這種聯繫)。
但是在費曼的粒子路徑積分圖中,當您按粒子的世界時線對粒子進行參數化設置,並且放棄了全局因果圖以支持粒子分裂和連接時,粒子軌跡與相對論是一致的,但前提是該軌跡包括反向相對論。時間軌跡,坐標時間與正確的時間相反。
在哈密爾頓形式主義中,坐標時間是唯一的時間概念。因此,在適當的時間沿相反方向滴答作響的路徑看起來像是另一種粒子,而這些粒子就是反粒子。
有時存在一個識別,因此粒子就是它自己的反粒子。
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“ C”運算符將所有粒子更改為反粒子,P運算符反映所有空間方向,而T運算符反映所有運動(並通過做复共軛)。重要的是要了解T是物理狀態的算符,它不會抽像地翻轉時間,它具體地翻轉所有動量和角動量(旋轉的磁盤正以另一種方式旋轉),因此事情往後退。奇偶校驗運算符會翻轉所有方向,但不會翻轉角動量。
CPT定理指出,涉及物質的任何過程在反向運動中均會以完全相同的方式發生,即在鏡子中反物質。
除了實標量字段的情況外,CPT運算符絕不是標識。例如,作用在電子上的CPT產生正電子態。 CPT作用在光子上產生的光子在相同方向上具有相反的極化(如果選擇P來反射所有空間坐標軸,則這是3 + 1維之外的錯誤約定)。
該定理通過指出CPT算子對應於歐幾里得理論中的180度旋轉來證明,如Wikipedia所述。
任何涉及粒子A(k_1)的振幅,k_2,...,k_n)會分析傳入和傳出的動量,除了產生中間態所引起的極點和切奇點之外。在樹級擾動理論中,這些幅度是解析性的,除非在創建物理粒子的地方找到極點。因此,對於振幅的任何復數值,散射振幅都有意義,因為繞過極點不是問題。
對於2-2散射的曼德爾斯坦變量,s,t,u(s是CM能量,t是動量傳遞,u是另一動量傳遞,傳遞到另一個生成的粒子),振幅是s和t的解析函數。粒子在質量殼上的區域由mandelstam圖給出,並且存在三個不同的區域,分別對應於A + B到C + D,Cbar + B到Abar + D,A + Dbar到C + Bbar。這三種狀態由三個斷開區域中的s,t,u的完全相同的函數描述。
用更鮮明的術語來說,如果您從純粒子散射開始,然後將輸入動量k為正能量(正能量)的粒子的振幅繼續分析為負k,則可以找到反粒子過程的振幅。反粒子振幅是由反演的能量動量的粒子振幅的解析連續性唯一確定的。
這對應於以正能量和動量獲取輸出粒子,並將能量和動量翻轉為負值,從而以負能量將其輸出。如果您在費曼圖中用粒子軌跡識別線,則振幅的這一區域將提供時光倒流的路徑的貢獻。
因此,交叉是“反物質是物質回溯到地球”的另一種精確說法。時間”。
時光倒流的概念是因果的,這意味著在漢密爾頓公式中會自動將其排除在外。由於這個原因,花了很長時間才認識到並接受這種方法。 Stueckelberg於1930年代後期提出了對反粒子的這種解釋,但Feynman的陳述使它堅持了下來。適當的時間路徑。因此,圖形式主義在哲學上與漢密爾頓主義場論形式主義有很大不同,因此費因曼有些失望,認為它們是等效的。
在弦論中,它們不那麼容易等同,因為弦論是完全用費曼語言而不是哈密頓語言表達的S矩陣理論。弦的哈密頓式公式需要特殊的時空切片,即使那樣,它也比費因曼式公式更清晰,更優雅,費因曼式公式既不那麼引起人們的注意,又很奇怪。字符串就像粒子一樣及時回溯,因為它們會以無限的張力重現點粒子。
如果您從哲學上不喜歡非理性形式主義,則可以(在現場理論中)說出哈密頓形式主義是基本的,並且您相信穿越和CPT,那麼您就不必談論回到過去。由於crossing和CPT是反物質是時光倒流的說法的精確體現,因此,除了哲學上,您實際上並沒有說什麼不同。但是這種哲學激發了穿越和CPT。
這是指費曼1949年的理論。
請參見 http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/AntiMatter/AntiMatter.html 鏈接文本
從那裡開始:“費曼的反物質理論
理查德·費曼(Richard Feynman)在1949年提出了另一種反物質理論。
用於配對生成的時空圖an滅出現在右邊。一個電子從右下角行進,與一些光能相互作用,開始向後傳播,電子向後傳播就是我們所說的正電子。在圖中,電子向後傳播
我的一個朋友發現了一個電子在時間上向後傳播的圖像,解釋為:
費曼在提出該理論的原始論文中寫道:
“似乎有一個轟炸機在道路上突然飛來飛去y看到了三條道路,只有當兩條道路走到一起再消失時,他才意識到自己只是在一條道路上經過了長時間的折返。”(Physical Review 76,(1949),749。)
請注意,費曼理論是上述事實的又一個迴響,即在磁場中從左向右移動的帶負電的物體與從右向左移動的帶正電的物體具有相同的曲率。 p費曼的理論在數學上等同於狄拉克的理論,儘管解釋是完全不同的。物理學家在處理反物質時使用哪種形式主義通常是哪種形式具有最簡單的結構來解決要解決的特定問題。
請注意,在費曼理論中,沒有配對產生或an滅。相反,電子只是與電磁輻射即光相互作用。因此,整個過程只是加速電荷輻射電場和磁場的事實的另一方面。
納姆布(Nambu)在1950年對費曼的理論進行了評論:
“時間本身失去了意義,是對時間的一種指示。”現象的發展;粒子隨著時間的流逝而下移;最終產生和消滅的對可能不時地發生,而不是產生或消滅,而僅僅是運動粒子方向的改變從過去到未來,或者從未來到過去。” (《理論物理學》第5期,(1950年)第82期)。
關於形式等效描述....“
然後,您混入了另一個非常有趣的問題,即問題的起源。可觀察的宇宙中的表觀物質反物質不對稱性(除非在特殊情況下觀察到沒有absence滅輻射),並指出這可能與一個非常棘手的問題有關,即時間不對稱性的起源,請一次解決一個問題。也許是單獨的問題,但是答案可能或多或少地超出您的腦海,因為就某種程度上來說,答案仍然是被人們理解的。
有一種技術上的錯誤說法是反物質會及時退後(無論它可能意味著什麼)。在量子場論中,我們得到正能量解(通常是粒子)和負能量解。負能量解決方案在時間上的行為就像它們在向後傳播一樣。但是它們不是反粒子,它們只是“負能量粒子”。反粒子是正能量溶液,它們是通過與電荷共軛算符作用於負能量溶液而獲得的。因此,反粒子會像往常一樣在時間上向前移動。
反物質是一個令人誤解的術語。這與“真實”物質並非相反。每當生成粒子時都會生成它。但這只是財產保護的功能。就像說一對生產中剩下的一個粒子會及時倒退,而右邊的一個粒子正在前進。
由於類似的原因,反物質和物質無菸煤。與正斜面相互作用的帶負電荷的粒子帶有電荷。所以...它們消失後通常會發出光子(這非常簡單。但這是根本問題)。
如果我們稱反物質為“相反電荷物質”。沒有人會認為它是如此特別。
是的。根據CPT定理,反物質是指物質在時間上向後倒轉,但當通過鏡子觀察時。如果我理解錯了,請糾正我。
不。如果反物質在時間上倒退,那麼它在時間的開始位置在哪裡(如果確實存在時間的開始)?
我一直在研究速度是否快於光速僅僅是視角的幻覺。我使用了一種假設方法,該方法可以避免破壞光速邊界和因果關係。我得到的解決方案之一是反物質是快球。因此,在這裡找到這個問題並得到許多良好答案的支持非常有趣。
似乎反物質確實在時間上倒退了,根據我的研究,我可能會更準確地陳述它:Anti-matter粒子帶有相反的時間箭頭。
物質和反物質不能共存的原因似乎是因為它們具有相反的時間箭頭,並且在相互作用時會an滅回去。我們可以這麼簡單地說,兩個粒子的時間本身都消失了,它們都溶解為純能量。
據說一個 tachyon具有比光速快的速度,然後根據相對論比光的後退時間快。然後,每個轉速計都不斷地向後移動。當我們的時間箭向時間傳播的時候,快球的時間箭向後傳播的時間。正常情況下,我們應該不能觀察到速達,因為它們處於相反的時間視角,帶有反向的時間箭頭。
這使我想知道宇宙中是否可能存在時間對稱性,即快球存在於倒退時間的角度,而我們卻存在於向前時間的角度。時空的兩個視角帶有相反方向的時間箭頭。具有這樣的時間對稱性,無限速度的轉速計將不會真正具有無限速度,因為這只是透視的幻覺,相反,時間軸中的轉速計將具有與靜止狀態相反的無限速度。 超音速理論已經表明,無限速的超音速在靜止時具有能量。 Tachyon理論還指出,tachyon朝光邊界速度減速時會獲取能量,但從時間倒轉的角度來看,tachyon朝光邊界速度加速時實際上會獲取能量,就像我們時代的普通粒子一樣視角。
因此,計算出來的快球的光速可能是透視的幻覺。因此,比光速快的結果是虛幻的速度感質量,也是透視的幻覺。快球也不會破壞因果關係,因為從其倒轉的時間角度來看,原因是先於後果發生的。 By將對稱時間添加到超對稱中,似乎快球的物理問題得到了解決。
如果以某種方式將測速陀螺變成我們可觀察的現實,那麼它的速度很可能對應於其倒轉時的速度。它還將帶有一個反向的時間箭頭,因此無法與這種相反的時間透視圖的粒子共存。如果兩個相反的時間粒子相遇,時間將消失,它們都將轉換為純能量。這就是我的印象,如果倒轉的時間粒子實際上是反物質粒子,該怎麼辦?我對反物質了解不多,所以我在反物質和落後時間上進行了搜索,發現了這個問題,其中許多答案表明兩者之間存在關聯。很好玩!
如果在逆時針角度來看存在大量的Tachyon反物質,這也可以解決反物質不對稱問題。
這些相反的時間視角如何相互作用也很有趣。量子鏈接的瞬時速度被測量為接近無限速度,例如,它可能也是對時間的錯覺。但是,如果可能的話,兩個時間觀點之間的相互作用也可能會導致因果關係問題。
因此,這種假設的方法似乎是有道理的,並且似乎與物理學沒有衝突。我們只需將對稱時間添加到超級對稱中,因此所有事物都可以變得更加對稱。與某些理論(例如“大爆炸”理論)可能存在一些衝突,該理論再次難以解釋反物質不對稱性。在時間對稱的情況下,甚至當能量轉化為物質和反物質並最終以相反的時間視角出現時,大爆炸可能一直在發生。這可能再次解釋了為什麼宇宙以加速的速度膨脹。
我們還可能想知道進入蟲洞的物質是否可能轉變為反物質。正如蟲洞的一種方式,我們獲得的光速要快於光速旅行,它使物質的時間方向箭頭移動,這可能導致物質轉換為純能量,然後轉換為反物質。這樣,通過白洞從蟲洞中出來的大部分可能是反物質和/或純能量。也許我們甚至可以談論物質的某種光譜,介於物質,純能量和反物質之間。
因此這裡有很多激動的可能性,好像我們可以為超對稱增加對稱時間一樣,這可能會開闢一個全新的物理學途徑,在這裡我們可以找到物理學中許多問題的答案對我們的現實有了更根本的了解。
它可能歸結為時間的定義。
例如,如果時間是變化的度量,那麼根據該定義,對於僅具有恆定特性(包括位置和速度)的粒子,由於海森堡不確定性原理,時間已停止,這在物理上是無法實現的
根據相同的定義,粒子在時空中以某種方式演化將是“向前移動”。 同樣的粒子以某種方式演化,但在時空中“向後”則是“向後移動”
例如,隨著我們的成長,我們從嬰兒到孩子再到青少年再到成年人,或者說我們多年來從嬰兒到成年成年逐漸成熟。然後,“往回走”將是一個成年的成年成年人向嬰兒倒退,有點像向後看錄像。這將使人類無法及時返回,但粒子卻無法返回這就是說,如果這個定義是正確的,那麼我們將觀察到絕對零附近的時間膨脹效應,這我還沒有聽說過
並不是說反粒子會及時向後傳播。但是從數學上講,時間上向前傳播的反粒子與時間上向後傳播的對應粒子是無法區分的。它們只是理解相同身體狀況的不同方式。