新浪博客

古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿

2023-05-09 15:52阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1570659202

一，CPT对称性
有一种基本对称性不仅适用于所有这些物理定律，而且适用于所有物理现象：CPT对称性。 近70年来，我们知道这个定理，它禁止我们违反它。对称性就是把物体变换形式或旋转之后，它的形状仍然保持不变。镜像对称就是景物画面与反映到镜子里面的画面形态一致，可以一一对应。
在物理学中，我们必须愿意挑战我们的假设，并探索所有可能性，无论它们看起来多么不可能。但是，我们的默认设置应该是，在所有实验测试中均能经受住考验，构成一个自洽的理论框架并准确描述我们的现实的物理定律，除非另有证明，否则确实是正确的。在这种情况下，这意味着物理学定律在所有地方和所有观察者中都是相同的，除非另有证明。到目前为止，只有弱相互作用违反了这三个原则中的任何一个，但在其他领域，也有可能违反了我们目前的标准。
在1950年代和1960年代，进行了一系列实验，分别测试了这些对称性以及它们在引力、电磁力、强和弱核力下的性能。也许令人惊讶的是，弱相互作用分别违反了C、P和T对称性，以及它们中任意两个的组合（CP，PT和CT）。
但是，所有基本相互作用（每个相互作用）始终服从所有这三种对称性的组合：CPT对称性。
CPT对称性说，任何由粒子组成的，随时间向前移动的物理系统都将遵循与由反粒子组成的，由镜子反射并随时间向后移动的相同物理系统相同的规律。
它是一种在基本层面上观察到的、精确的自然对称性，它应该适用于所有物理现象，甚至是我们尚未发现的现象。
二，预备知识
电子与反电子，主要有两个区别。
第一是它们的电荷不同。
电子带负电，反电子带正电。物理学家称他们为电荷共轭，用字母C表示。
我们用太极图表示：左右颠倒叫
C对称
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
（图1）
第二，就是方向不一样。
在粒子的三维坐标中，所有的方向都有一个反方向。正反物质必须是颠倒的。这个叫宇称变换。用字母P表示。
上下也要颠倒，叫：P对称
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
图（2）
符合这俩个条件，才真正属于反物质。物理学家成为CP对称。对物质实施CP变换，就能得到相应反物质的镜像。
一直没有CPT对称破缺的实验证据，但CPT对称破缺的可能性仍然是个活跃的研究领域。一般认为CP损失只发生在弱力中，为什么不发生在强力中？
三，情况不妙
这一枚青铜透光镜反射出来的关系投影居然是cp不对称，难道这是反物质？或者是第五种力？红线圈起来的是青铜镜实物，绿线圈起来的是投影。
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
图（3）
再看看吴健雄的实验，对比一下
图（4）
物理学的最终目标是尽可能准确地描述我们宇宙中存在的每个物理系统的行为。
物理学定律需要普遍适用：相同的规则必须始终适用于所有位置的所有粒子和场。它们必须足够好，以便无论存在什么条件或进行什么实验，我们的理论预测都与测得的结果相匹配。
透光镜就是光线照射镜面以后，反射到墙面显示出镜子背面花纹。（上海博物馆15000枚青铜镜仅仅4枚透光）。
我们看见一般的镜子，镜子是被反射物，反射物不是这一枚镜子，就是说，反射物与被反射物是分开的，是两个物体。而透光镜的被反射物与反射物都是同一件物质，但是透光镜还需要一件东西，就是强烈的光源，没有强烈的光源照射在镜子鉴面，也是不能投影出镜子背面的图画。 古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
图（5）
（这里镜子的正面是被反射物，镜子的反面图纹是反射物，在手电光源的照射下，将光线反射到墙面，显现出背面的图纹“鱼”） 古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
这个双鱼青铜透光镜1682克，直径21.3厘米，最薄4毫米，最厚处12毫米，属于高浮雕，是目前已知最厚的青铜镜。在透光的图像中，厚的鱼鳞高处（12毫米）。

形成镜像的元素：
第一是景物。
第二是映照景物的平面（景物投影的界面）。包括玻璃镜子-水面-磨光的大理石地面等一切吸收景物的平面。
我们看见一般的镜子，镜子是被反射物，反射物（景物）不是这一枚镜子，就是说，景物与镜子是分开的，是两个物体。
而青铜透光镜的景物与镜子都是同一件物质，但是透光镜还需要一件东西，就是强烈的光源，没有强烈的光源照射在镜子鉴面，也是不能投影出镜子背面的图画，光源包括手电或者太阳光线。
透光青铜镜的景物是镜子背面的纹饰，通过光线照射镜子正面将镜子背面的纹饰二次反射投影到一个平面。镜像对称对于青铜透光镜来说，就是青铜镜背面的景物画面与投影画面一致。目前已经知道的所有的透光镜都是凸起镜面都是对称的。
注意，海市蜃楼没有景物对应，不是镜像，而是虚幻的错觉。
并且，这一枚青铜镜监面是是凹形的。
在图（3）中：
1，不仅仅上下倒置，而且左右倒置，令人惊奇的是内部也呈现倒置。
2，铜镜实物上的鱼是鱼头逆时针旋转，投影是顺时针旋转。
3，铜镜实物是鱼腹在内有鱼鳍，鱼背在外。投影是鱼腹朝外鱼鳍在外，鱼背朝内。
4，实物是尾巴朝向鱼腹翻，投影是朝背侧翻尾巴。
5，投影出现了实物画面没有的内容--臀鳍。实物鱼是公鱼（胸鳍缩拢），投影是母鱼（胸鳍扇形展开）
6，镜像对称就是将三维空间中的一个坐标轴的方向反过来。（例如，x‘=-x）的变换。但是，这枚青铜镜有两个坐标轴将方向反过来，已经不是镜像对称。
好比，一个女人（下图红色鱼）对着镜子在做仰卧起；，镜子里一个男人（绿色鱼）在做俯卧撑。吓着了吧。
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿

7，光电效应就是金属表面在光的辐照下发射电子的效应。墙上的投影可以理解为电子反射到墙上的图案。但是，难道照射后发出的电子长了脑袋，会理解世界让鱼的投影出现景物中没有的臀鳍，胸鳍和腹鳍展开。
四，很糟
把投影翻过来，发现，实物与投影---既不能镜像反演，也无法平移，这叫什么？反射出来，却收不回去。
数学中的群论或者说，没有一种数学工具可以描述这种投影。
或许是青铜镜里有暗物质或者暗能量被强光照射以后激发出来？
这是因为图（3）中实物鱼和投影鱼在3维坐标中，有两个坐标无法同时一条线，也就不能平移和镜像反演。
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
图（9）
这个图中，无论上下放还是左右放，都有两个坐标是一条线的。上下放，z坐标和y坐标一致；左右放，x和y坐标一致。
五，实物青铜镜破坏了CPT对称吗
我们知道，时间平移对称——能量守恒；空间平移对称---动量守恒；空间旋转对称——角动量守恒。
宇称守恒定律是指镜像对称，镜子内外应该是一模一样的，只是方向不同。而这一枚古代铜镜内外不对称。
杨米尔斯方程告诉我们。如果在任何时空点，我们容许相位变换是遵循对称性的变换，那这些无数不同时空点的相位变换必须联系在一起，这工作必须有场来执行，这便是所谓的规范场。

这一枚宋代古铜镜已经告诉我们宇称不守恒了。
六，透光青铜镜为什么反射出现无法理解的拓扑变换————第五种力？
在古代的青铜冶炼中，青铜器质量最高的就是青铜镜（结构最复杂的是曾侯乙尊盘，金属配比最复杂的是越王勾践剑），据专家估计，中国目前存在大约10万枚青铜镜，最好的出现在三个历史时期，战国时期，汉代，唐朝。其中唐朝青铜镜最为精良。目前已知透光青铜镜大多是汉代。
而这一枚透光双鱼镜却是宋金时期。
宋朝是我国科技-文化-经济最发达时期。
这一枚青铜透光镜的科技含量直逼21世纪，许许多多的未解之谜在今后100年也未必能够破解。因为它包含了数学（拓扑几何变换）物理学（宇称不守恒-这一枚青铜镜违反了镜像对称），天体物理学（宇宙大爆炸-反物质），....。
但是， CPT定理最意义深远的结果还是相对论与量子物理学之间的深层联系：洛伦兹不变性。如果CPT对称性是一种良好的对称性，那么洛伦兹对称性（必须指出，在所有惯性（非加速）参考系中观察者的物理定律保持不变）也必须是一种良好的对称性。如果违反了CPT对称性，那么洛伦兹对称性也会被破坏。


当然，规范不变性观念的提出，完全应当归功于韦尔（1919）。韦尔发现，按照广义相对论的要求，在引力场中坐标系统只能定域地加以定义，同样长度或时间标尺也将只能是定域的。因此，必须在每个时空点建立一个各自不同的量度单位。韦尔称这样一组分立的标尺系统整体上成为一个“规范系统”。在他看来，一个规范系统像一个坐标系统一样，对于描述物理事物同样是必要的。由于客观的物理事件独立于我们所选择的描述框架，韦尔坚持认为，规范不变性就像广义协变性一样，必须被所有物理理论所满足。
有人认为，不论是狭义、广义相对论，还是规范场理论都包含一个深刻的科学哲学思想：“物理定律能保持在变换中的内在不变性”。在相对论中，基于宇宙中没有绝对参照系的思想，作为物理世界本真 规律的物理学定律，必定具有独立于参照系选择的内禀不变性。


尤其是在广义相对论中，对于引力场弯曲空间，在不同时空点上不仅法线方向不断发生变化，而且长度和时间标尺都不统一，因此引力场中运动的描述要比起惯性系统复杂得多，参照系只能被“局域”地定义。既然如此，那么，在不同时空点中进行物理测量何以可能呢？不同的标尺之间怎样建立一种换算关系呢？全域的洛仑兹变换显然是不能胜任的。
为了顺应新的需要，爱因斯坦定义了一种新的数学关系叫“联络”，它很快就得到微分几何学家的认可。既然引力场的弯曲空间只能定义局域坐标，那么这种由引力场确定的局域性就自然导致局域坐标系之间的兑换关系，这就是“联络”的观念。时空中每一点的“联络”的值有赖于引力场的局域性质。因此，从规范理论的角度，狭义相对论与广义相对论的本质区别是，前者是整体理论而后者是局域理论，而这个“局域性”正是韦尔规范理论的关键。
有时，粒子的行为与反粒子不同，这没关系。
有时，物理系统的行为与其镜像反射不同，这也是可以的。
有时，物理系统的行为取决于时钟是向前还是向后运行。但是，时间向前移动的粒子的行为必须与反光镜中向后移动的反粒子的行为相同。这是CPT定理的结果，这是唯一的对称性，只要我们知道的物理定律是正确的，那就永远不能被打破。


古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
这种投影的扭转难道是第五种力？
李政道认为“失踪的对称性之谜暗示一定存在一类新型一对称性破缺力，这种力可能影响所有的相互作用。”
怎么扭转的？难道是第五种力？ 所谓对称性自发破缺理论，通俗地说，它认为一些不同的现象或规律可追溯到同一源头，最初有着共同的对称性，后来由于种种原因对称性被自发地破坏，这样我们就可以从对称性来研究它们的共性，从对称性自发破缺机制来研究它们的特殊性。
对称性破缺是系统的特征在某种变换中的不变性。守恒定律的失效必定有某种对称性破缺。椭圆是圆的对称性破缺，固态是液态的对称性破缺，非均匀场是均匀场的对称性破缺，非平衡态是平衡态的破缺，
对称性破缺在凝聚态物理学占有极为重要的地位，是研究物质相变的基础。固态和液体是有大量的物质分子构成的紧密聚集态即凝聚态。凝聚态物理就是从微观角度出发，研究凝聚态物质动力学过程与宏观物理性质之间的学科。
高温下的物质系统通常是气态，在更加高温下，分子将分解，原子将电离，物质分布呈现均匀性和各向同性。高对称性中某一元素的突然消失，就对应于一种相变的发生，从而导致低对称性相的出现。例如，空中反演对称性破缺，导致非极性晶体变成极性晶体（铁晶体；反铁晶体），时间反演对称性破缺，产生磁有序结构，（铁磁体；反铁磁体），规范场对称性破缺，产生超流体、超导体。空间平移对称性破缺，导致液体变成有序的晶体。旋转与平移对称性破缺，导致液体变成液晶。千姿百态的凝聚态物质世界都是对称性破缺的产物。


最后需要证明投影的鱼来自哪里？
第一个问题，投影鱼来自什么物体
回答，来自铜镜，因为只有一个照射反射物。
第二个物体，既然来自铜镜，那么问：投影鱼是铜镜背面鱼反射的，还是隐藏在铜镜背面鱼的反面---我们看不见但是可以想象的鱼的反面？
回答：
我们设铜镜背面的：
鱼头为上；
鱼尾为下；
鱼腹为前；
鱼背为后。
那么，铜镜中的鱼是：头胸腹是左，尾是右。
而投影中的鱼也是：
鱼头为上；
鱼尾为下；
鱼腹为前；
鱼背为后。
那么，铜镜中的鱼是：头胸腹是左，尾是右。
说明了投影中的鱼来自铜镜。
只不过变了形态。


其他人收藏的双鱼透光镜，没有对称破缺
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
量子通信将无法实现
这一枚青铜镜实物画面与投影画面不一致，什么质量守恒不能成立。，质量守恒定律就是说，反应前的质量与反应后的质量是相等的。反应前的质量相当于景物，反应后的质量相当于镜像或者称为投影，两者是对称的。这就是宇称守恒定律的原始机理。
现在这一枚青铜镜镜像对称出现破缺，表明这个世界对应质量守恒有例外！


质量守恒失败了。位于日内瓦的欧洲核子研究中心，实验室大型对撞机也就是LEP，是20世纪开始运行的，在这台装置上电子和正电子，沿着相反的方向被加速到接近光速，然后碰撞产生大量碎片，典型的碰撞会产生10个（π）介子，一个质子和一个反质子，当人们比较碰撞前后的总质量后，就发现产生出来的质量，大概是输入质量的3万倍。在这个实验中，质量守恒定律失败






光量子通信主要基于质量守恒和量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态（传输）的方式实现信息传递。光量子通信的过程如下：事先用一个母粒子构建一对具有纠缠态的粒子，由于质量守恒，一个粒子如果左旋，另外一个粒子必然右旋。
如果质量不能守恒，就不能通过一个粒子的状态知道另外一个粒子的状态。
量子纠缠在现时中不能利用实现光速通信。因为一对光量子有对称或者不对称两种可能。我们无法根据结果确定还是不确定来判断对方有没有测量过。只要测量粒子就会坍缩，而你无法区分坍缩结果是对方测量导致的还是你自己先测量导致的。
对于A和B两个自旋纠缠态说，当A自旋向上，由于质量不守恒，那么不一定B自旋朝下。纠缠态并不一定非要相反，AB两个保持同向也是可以的。就是说，粒子纠缠不是一定镜像对称的。如果A粒子通过一个垂直的磁场，可能出现向上偏转，也可能向下偏转。此时我们怎么可能通过B粒子来判断它也没有被测量过呢。

量子通信 不是一个自带“保险柜”的加密通信过程，如果在不对称的量子传输中，即使没有外人拦截，接收方可能得到一个错误的信息。
中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟教授和他的同事杨涛、彭承志等通过“自由空间纠缠光子的分发”实验，在国际上首次证明了纠缠光子在穿透等效于整个大气层厚度的地面大气后，纠缠的特性仍然能够保持。但是，以上并不能说明永远可以保持，只要镜像对称破缺，就有可能在任何时间出现意外。我们不能用概率计算存在侥幸心理。
-------------------------
再看一下青铜镜和投影鱼：
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿
古代青铜透光镜反射出---CPT不对称--第五种力物理学底线被击穿


我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享