Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Курс физики технического университета

Сборник задач по физике
Физическая оптика
Ядерная физика
На главную
Физика твердого тела
Физические основы механики
Волновая оптика
Молекулярная физика
Теоретическая механика
Теория и синтез машин
Электротехника
Карта сайта

Курс лекций по ядерной физике, физика атомного ядра и частиц

Обращение времени

    Операция обращения времени сводится к замене tarrow.gif (70 bytes)-t. Пространственные координаты, импульс и момент импульса vecj1.gif (64 bytes)преобразуются следующим образом:

vecr1.gif (60 bytes)------>vecr1.gif (60 bytes),   ------> -     vecj1.gif (64 bytes)------> -vecj1.gif (64 bytes).

(1)
    Оператор обращения времени op_t преобразует волновую функцию psi(vecr1,t), подчиняющуюся уравнению Шредингера по формуле:
 
op_t.gif (71 bytes)psi(vecr1.gif (60 bytes),t) = psi*(vecr1.gif (60 bytes),-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 psi(vecr1.gif (60 bytes),t) справедливо уравнение Шредингера:

i/hdpsi(vecr1.gif (60 bytes),t)/dt = op_hpsi(vecr1.gif (60 bytes),t),(3)
 

то при t----->-t оно заменяется на:

-i/hdpsi(vecr1.gif (60 bytes),-t)/dt = op_h.gif (76 bytes)psi(vecr1.gif (60 bytes),-t),(4)
 

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

i/hdpsi*(vecr,-t)/dt = op_h*psi*(vecr1,-t),(5)
 

    Из соотношения (2) следует, что оператор обращения времени op_t.gif (71 bytes) не имеет собственных значений, т.к. волновая функция psi(t) превращается при действии оператора op_t.gif (71 bytes) в комплексно сопряженную.
    Спиральность инвариантна относительно обращения времени.
    Поскольку при обращении времени:

------> -     vecj1.gif (64 bytes)------> -vecj1.gif (64 bytes),

то произведение (vecj1.gif (64 bytes)) остается инвариантным, то есть значение спиральности

,

не изменяется.

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

psi(vecr1.gif (60 bytes),t) = exp[i(-Et)//h].

В результате действия оператора обращения времени op_t.gif (71 bytes) волновая функция имеет вид:

op_t.gif (71 bytes)psi(vecr1.gif (60 bytes),t) = psi*(vecr1.gif (60 bytes),-t) = exp[-i(+Et)//h] = exp[i(--Et)//h].

    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 vecj1.gif (64 bytes) и меняются местами начальное и конечное состояния.

op_t.gif (71 bytes)|vecj1.gif (64 bytes)> = |--vecj1.gif (64 bytes)>.

То есть операция симметрии op_t.gif (71 bytes) превращает исходное движение в обратное.
Проведем Т-преобразование процесса распада pi1.gif (61 bytes)--мезона:

vecp1.gif (73 bytes)(6)
Т:vecp1.gif (73 bytes)(7)
s034_8.gif (105 bytes)vecj1.gif (64 bytes)
 

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


7271f726
На главную