Курс лекций по ядерной физике, физика атомного ядра и частиц

Обращение времени

    Операция обращения времени сводится к замене t-t. Пространственные координаты, импульс и момент импульса преобразуются следующим образом:

    Оператор обращения времени преобразует волновую функцию (,t), подчиняющуюся уравнению Шредингера по формуле:

(,t) = *(,-t)

(2)

 

Появление комплексного сопряжения связано с тем, что только в этом случае уравнение Шредингера остается инвариантным для Т-преобразования волновой функции.
    Действительно, если для (,t) справедливо уравнение Шредингера:

i(,t)/t = (,t),

(3)

 

то при t-t оно заменяется на:

-i(,-t)/t = (,-t),

(4)

 

и только комплексное сопряжение возвращает его к виду (3), но с гамильтонианом Н*:

i*(,-t)/t = **(,-t),

(5)

 

    Из соотношения (2) следует, что оператор обращения времени не имеет собственных значений, т.к. волновая функция (t) превращается при действии оператора в комплексно сопряженную.
    Спиральность инвариантна относительно обращения времени.
    Поскольку при обращении времени:

-     -,

то произведение () остается инвариантным, то есть значение спиральности

,

не изменяется.

    Рассмотрим T-преобразование над волновой функцией свободно движущейся бесспиновой частицы с импульсом р.

(,t) = exp[i(-Et)/].

В результате действия оператора обращения времени волновая функция имеет вид:

(,t) = *(,-t) = exp[-i(+Et)/] = exp[i(--Et)/].

    Из рассмотренного примера видно, что в случае волновой функции свободно движущейся частицы с импульсом р операция обращения времени меняет направление импульса на противоположное. Для частиц со спином, отличным от нуля, Т-преобразование меняет направление спина на противоположное. Для процессов распада в результате операции Т-преобразования происходит изменение знаков импульса , момента импульса и меняются местами начальное и конечное состояния.

|> = |-->.

То есть операция симметрии превращает исходное движение в обратное.
Проведем Т-преобразование процесса распада ^--мезона:

			(6)
Т:			(7)

 

Из требования Т-инвариантности следует равенство сечений прямого и обратного процессов (6) и (7).

Фотоэффект Планк приписал квантовые свойства атомным осцилляторам, а не излучению. В 1905 г. А. Эйнштейн (A. Einstein), развивая гипотезу Планка, сделал второй шаг: само электромагнитное излучение состоит из отдельных квантов – частиц, названных позже фотонами Для удержания частиц на орбите постоянного радиуса темп нарастания поля синхронизован с темпом нарастания энергии частиц (отсюда происходит название этого типа ускорителя). По достижении максимального магнитного поля ускоренные частицы либо направляются на неподвижную мишень, либо (в коллайдерах) сталкиваются со встречным пучком, после чего цикл ускорения повторяется. Молекулярно-кинетическая теория Основы молекулярной физики и термодинамики
Ядерная физика. Физика атомного ядра и частиц Физика для студентов технических университетов