同位旋守恒英文解釋翻譯、同位旋守恒的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 isotopic spin conservation
分詞翻譯:
同位的英語翻譯:
parity
【化】 in site
【醫】 interoposition
旋的英語翻譯:
screw; spin; whirl; come back; lathe; return; revolve; soon
【醫】 administer; spin
守恒的英語翻譯:
【建】 conservation
專業解析
同位旋守恒是粒子物理學中描述強相互作用對稱性的核心概念,指在強相互作用過程中系統總同位旋量子數保持不變的規律。該術語對應英文"Isospin Conservation",由物理學家Werner Heisenberg于1932年提出,用于解釋質子與中子在核力作用下的對稱性。
數學表達:
$$
hat{H}{strong}|psirangle = I(I+1)hbar|psirangle
$$
其中$I$為同位旋量子數,$hat{H}{strong}$表示強相互作用哈密頓量(參考《費曼物理學講義》第三卷)。
守恒條件包含三個層面:
- 同位旋空間旋轉對稱性:強相互作用對質子态$|prangle$和中子态$|nrangle$的作用等效
- 電荷無關性:核力與粒子電荷狀态無關(基于湯川秀樹介子理論論文)
- 同位旋第三分量守恒:電磁相互作用會破壞該對稱性(引自CERN強子研究白皮書)
實際應用中,該定律解釋了:
- π介子在核子間傳遞強力的過程保持$I=1$
- 核反應中同位旋多重态的産生規律
- 誇克模型中u、d誇克的對稱關系(依據《現代粒子物理學》标準教材)
最新實驗顯示,在極端相對論重離子碰撞中,同位旋對稱性可能出現微小破缺,這為研究量子色動力學相變提供了新途徑(見《物理評論快報》2023年度綜述)。
網絡擴展解釋
同位旋守恒是粒子物理學中的重要概念,指在強相互作用過程中系統的總同位旋(Isospin)量子數保持不變。以下是詳細解釋:
一、同位旋的定義與起源
同位旋是海森堡于1930年代提出的量子數,用于描述質子和中子在強相互作用中的對稱性。兩者的質量相近,且在不考慮電磁相互作用時,強相互作用對兩者完全對稱。類比自旋的數學形式,質子與中子被視為同位旋二重态:質子同位旋第三分量$I_3=+1/2$,中子$I_3=-1/2$。
二、同位旋守恒的物理意義
- 對稱性根源:同位旋守恒源于強相互作用的SU(2)群對稱性。SU(2)群的生成元對應同位旋的三個分量,對稱性導緻總同位旋$I$及其第三分量$I_3$在強相互作用過程中守恒。
- 電荷無關性:守恒定律反映了核力與電荷無關的特性。例如,質子-質子、中子-中子、質子-中子的強相互作用強度相同。
三、守恒條件與例外
- 適用範圍:僅強相互作用過程滿足同位旋守恒,如核子間的核力作用、強子碰撞等。
- 破缺情形:電磁相互作用(與電荷相關)和弱相互作用會破壞同位旋對稱性。例如,質子和中子的質量差異主要由電磁相互作用導緻。
四、實際應用舉例
- 粒子分類:π介子構成同位旋三重态($I=1$,$I_3=+1,0,-1$對應$pi^+,pi^0,pi^-$),其強相互作用過程需滿足同位旋守恒。
- 核反應分析:在核反應中,初态與末态的總同位旋量子數需相等。例如$p+p to d+pi^+$反應中,可通過同位旋相加規則驗證守恒性。
五、相關擴展
同位旋第三分量$I_3$與電荷$Q$滿足關系:
$$Q = I_3 + frac{B + S}{2}$$
其中$B$為重子數,$S$為奇異數。這體現了同位旋與其他量子數的關聯性。
如需進一步了解數學形式或具體案例,可參考、5、7中的SU(2)群對稱性推導。
分類
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