探寻自然界的对称性与对称破缺机制

日常生活中处处可见对称和对称破缺的例子。自然界本身就充满了各种对称性，如许多动物的左右对称性、太阳的转动对称性、海星的五重对称性和雪花的六重对称性等。然而，不同种类的粒子、不同种类的相互作用，乃至人类生存的时空和物质世界以及整个复杂纷纭的自然界（包括人类自身），却都是对称性破缺的产物，如生命起源过程中DNA的左右镜像对称破缺等。     

层展论的旗手——菲利普•安德森

文章综述了理论物理学家菲利普?安德森的生平和科学成就。安德森的科学工作既紧密联系实验又有深刻的普遍意义。他对凝聚态物理有很多方面的具体贡献,如确立了一些核心概念或者范式,特别是对称破缺。他建议用对称性自发破缺解决粒子物理领域杨-米尔斯理论中的规范粒子质量问题,而他在自旋玻璃方面的工作对生物学和计算机科学也有影响。 安德森在层展论（笔者译自emergentism）的崛起中居功至伟,他强调高层次物质的规律不是低层次规律的应用。笔者认为还原论和层展论是硬币的两面,相辅相成。     

质量之谜：希格斯机制与希格斯玻色子——2013年诺贝尔物理学奖简介

质量之谜长期以来一直困扰着物理学家们。直到1964 年,恩格勒、布绕特与希格斯才提出了生成质量的机制,此机制中预言的希格斯玻色子一直萍踪难觅。为搜寻该粒子,欧洲核子中心(Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire,CERN)斥资60 亿欧元建设大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)。2012 年7 月LHC 的超环面实验组(A Toroidal LHC Apparatus, ATLAS)与紧凑渺子线圈实验组(Compact Muon Solenoid,CMS)分别宣布找到了希格斯粒子。至此,人类也揭开了上帝粒子的神秘面纱,此机制的提出者也被授予2013 年诺贝尔物理学奖。     

对称性自发破缺的历史发展

本世纪最伟大的科学成就之一是弱电统一理论,而使该理论取得重大突破性发展的是真空对称性自发破缺的应用。对称性自发破缺的概念在当代物理学中占有十分重要的地位。本文将研究探索对称性自发破缺概念是如何从固体物理学领域(特别是超导现象)移植到粒子物理学中,以及物理学家们是如何克服重重困难,最后使其成为粒子物理学的重要概念的。     

物质世界的对称性破缺 ——2008年诺贝尔物理学奖简介

由于对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献,美国芝加哥大学恩里科•费米研究所的美籍日本物理学家南部阳一郎（Yoichiro Nambu）、日本筑波高能加速器研究中心的小林诚（Makoto Kobayashi）和日本京都大学汤川理论物理研究所的益川敏英（Toshihide Maskawa）被授予2008年度的诺贝尔物理学奖。本文将简要介绍他们获奖的工作,以及与之相关但尚未解决的宇宙的物质-反物质不对称难题。     

2008年度诺贝尔奖获得者

诺贝尔物理学奖 瑞典皇家科学院10月7日宣布，2008年诺贝尔物理学奖授予美籍科学家南部阳一郎和日本科学家小林诚、益川敏英，以表彰他们对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献。     

玻色凝聚原子气体跨越自发对称性破缺的普适非平衡动力学研究进展

自发对称性破缺是自然界中普遍存在的物理现象,从宇宙星系的形成到超流涡旋的产生,它广泛存在于宇宙学、凝聚态物理以及原子分子光物理等各个领域之中.自发对称性破缺过程中的普适临界动力学可用Kibble-Zurek机制描述,该机制描述了体系非绝热激发和淬火速率之间的普适标度关系.研究普适临界动力学既可以加深人们对早期宇宙中复杂...     

物理美 最美是对称

物理学之美，美在哪里?美在充实、美在可靠、美在对称、美在统一、美在简洁、美在和谐、美在造福人类。而物质世界及其物理学描述、乃至物理学的理论构建，其美学特征主要在于对称、在于对称与对称破缺的辩证统一；故对称亦可谓物理美之源、物理美之最。本文拟对此作一多方面的、然而简略     

生物分子手性与宇称破缺能差

生物分子的手性起源来自宇宙中手性力的影响.弱中性流宇称不守恒通过Z0子的交换结合长程库仑力作用于原子和分子产生宇称破缺能差（PVED）.通过多种近代物理、化学方法:差分绝热量热法（DSC）、量子磁强计（SQUID）直流磁化率和交流磁化率测定、X射线四圆晶体衍射、低温固相核磁共振1H谱、低温拉曼光谱、超声法确定D-和L-丙氨酸（缬氨酸）在约270 K存在λ型二级相变,得出在Tc处的PVED为6×10-5eV/分子·K.同时提出了与Salam相变假说不同机理的探讨.     

3维O(N)超引力理论中超对称动力学自发破缺

超对称局域化后,由于物质多重态与纯引力多重态相互耦合,超对称易于产生自发破缺.我们曾研究了2维和3维整体和定域超对称理论,发现超对称破缺与模型的维数有密切关系.本文构造一个3维 O(N)超引力理论,并利用大 N 展开方法,研究了动力学自发破缺机制.     

人体之美源自不对称

如果你有兴趣将自己的免冠正面照片,从鼻中线一分为二,以左半或右半复制拼成相片,管你是多漂亮的小伙或女孩,都成了“丑八怪”。按常理,对半脸面合成,应是完全一样,按几何原理应是最美的,但事实却相反,这是为什么呢?左旋右旋与不对称数学课用的模型、日常用品、机器、工具和建筑等都讲究对称,看起来完整稳定,才有线性的图形美。由大分子组成的生物体,无论是两侧对称还是辐射对称的,对半都不完全相等。从中脉看一片树叶,两边差不多,但对折时两半很难吻合。在一棵树上找不到完全相同的两片叶子,即使找遍全世界同种的树,也没有完全相同的两片叶…     

20世纪物理学中各种对称性观念的起源

对一位对称性的顶尖大师Frank杨,的确不需要我多介绍了.他大胆提出大自然该是怎样,是非阿贝尔的.令人多少感到惊异的是,大自然同意了.(引自Denys Wilkinson的介绍)     

β衰变与同位旋对称性破缺

研究同位旋对称性破缺对于深入理解核力与核结构有着重要意义.我们在兰州重离子加速器国家实验室放射性束流线终端采用双面硅条与高纯锗组成强大的探测器阵列,精确测量sd壳质子滴线附近原子核β衰变性质,然后与其镜像核的衰变性质进行对比,系统性研究轻核区同位旋对称性破缺现象.     

对称与失衡

大自然中的许多植物、动物,都有一个共同且鲜明的特征,那就是对称：尤其是动物都具有类似的对称性的五官和肢体。飞禽走兽无不如此。五官中眼和耳朵左右成对,鼻孔有对称的两个孔．嘴有上下两片唇;肢体中有对称的左右四肢或鱼鳍或鸟翼。所有活物概莫能外。     

LHCb关于正反物质性质差异的研究取得新进展

<正>现行理论认为,宇宙大爆炸产生了几乎等量的物质和反物质.由于物质和反物质在微观性质上存在一定的差异(物理学上称为"电荷共轭-宇称对称性破缺",简称CP破坏),宇宙经过长时间的演化,形成我们今天观测到的由正物质组成的世界.欧洲大型强子对撞机(LHC)是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器.大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)是LHC上的4个主要探测器之一,它的主要物理目标是测量     

关于菱铁矿Mossbauer谱中不对称的四极矩双线

Mossbauer效应中的无反冲因子,依赖于r-射线与晶轴之间的夹角θ,由于这种缘故,即使是完全混乱的多晶样品,其Mossbauer谱中的四极矩双线也可能是不对称的;这种现象被称为效应,菱铁矿被认为是明显地具有这种效应的矿物晶体,它的积分不对称可达:等,54(1968),78],近年来对这一结果产生了疑问[例如Nagy,D.L.et al.,N.Jb.Miner.Mh.,H3(1975),101],认为菱铁矿Mossbauer谱这种明显的不对称可能是多晶样品的择优取向所致。为了证实这种不对称现象的起因,我们进行了     

有机酸催化不对称烷基化反应新进展

在有机分子催化的不对称合成领域,手性有机酸催化和有机胺催化是其中两个非常重要的研究方向.羰基化合物的-烷基化反应是形成碳碳键的重要合成策略.手性有机胺催化羰基化合物的不对称-烷基化反应已经有较多的研究报道,但是手性有机酸催化的该类反应还很少见.多