同位旋守恒英文解释翻译、同位旋守恒的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 isotopic spin conservation
分词翻译:
同位的英语翻译:
parity
【化】 in site
【医】 interoposition
旋的英语翻译:
screw; spin; whirl; come back; lathe; return; revolve; soon
【医】 administer; spin
守恒的英语翻译:
【建】 conservation
专业解析
同位旋守恒是粒子物理学中描述强相互作用对称性的核心概念,指在强相互作用过程中系统总同位旋量子数保持不变的规律。该术语对应英文"Isospin Conservation",由物理学家Werner Heisenberg于1932年提出,用于解释质子与中子在核力作用下的对称性。
数学表达:
$$
hat{H}{strong}|psirangle = I(I+1)hbar|psirangle
$$
其中$I$为同位旋量子数,$hat{H}{strong}$表示强相互作用哈密顿量(参考《费曼物理学讲义》第三卷)。
守恒条件包含三个层面:
- 同位旋空间旋转对称性:强相互作用对质子态$|prangle$和中子态$|nrangle$的作用等效
- 电荷无关性:核力与粒子电荷状态无关(基于汤川秀树介子理论论文)
- 同位旋第三分量守恒:电磁相互作用会破坏该对称性(引自CERN强子研究白皮书)
实际应用中,该定律解释了:
- π介子在核子间传递强力的过程保持$I=1$
- 核反应中同位旋多重态的产生规律
- 夸克模型中u、d夸克的对称关系(依据《现代粒子物理学》标准教材)
最新实验显示,在极端相对论重离子碰撞中,同位旋对称性可能出现微小破缺,这为研究量子色动力学相变提供了新途径(见《物理评论快报》2023年度综述)。
网络扩展解释
同位旋守恒是粒子物理学中的重要概念,指在强相互作用过程中系统的总同位旋(Isospin)量子数保持不变。以下是详细解释:
一、同位旋的定义与起源
同位旋是海森堡于1930年代提出的量子数,用于描述质子和中子在强相互作用中的对称性。两者的质量相近,且在不考虑电磁相互作用时,强相互作用对两者完全对称。类比自旋的数学形式,质子与中子被视为同位旋二重态:质子同位旋第三分量$I_3=+1/2$,中子$I_3=-1/2$。
二、同位旋守恒的物理意义
- 对称性根源:同位旋守恒源于强相互作用的SU(2)群对称性。SU(2)群的生成元对应同位旋的三个分量,对称性导致总同位旋$I$及其第三分量$I_3$在强相互作用过程中守恒。
- 电荷无关性:守恒定律反映了核力与电荷无关的特性。例如,质子-质子、中子-中子、质子-中子的强相互作用强度相同。
三、守恒条件与例外
- 适用范围:仅强相互作用过程满足同位旋守恒,如核子间的核力作用、强子碰撞等。
- 破缺情形:电磁相互作用(与电荷相关)和弱相互作用会破坏同位旋对称性。例如,质子和中子的质量差异主要由电磁相互作用导致。
四、实际应用举例
- 粒子分类:π介子构成同位旋三重态($I=1$,$I_3=+1,0,-1$对应$pi^+,pi^0,pi^-$),其强相互作用过程需满足同位旋守恒。
- 核反应分析:在核反应中,初态与末态的总同位旋量子数需相等。例如$p+p to d+pi^+$反应中,可通过同位旋相加规则验证守恒性。
五、相关扩展
同位旋第三分量$I_3$与电荷$Q$满足关系:
$$Q = I_3 + frac{B + S}{2}$$
其中$B$为重子数,$S$为奇异数。这体现了同位旋与其他量子数的关联性。
如需进一步了解数学形式或具体案例,可参考、5、7中的SU(2)群对称性推导。
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