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物理學家已經確認梨形核,並且它可能會毀掉時間旅行永遠

物理學家已經證實存在一種新形式的原子核,而且它不是對稱的這一事實挑戰了解釋我們的宇宙的物理基礎理論。

但這並不像聽起來那麼糟糕,因為2016年的發現可能會幫助科學家解決理論物理中最大的謎團之一 - 所有暗物質在哪裡?- 也可以解釋為什麼時間倒退可能實際上是不可能的。

「我們發現這些原子核真正指向了太空的一個方向,這涉及到時間方向,證明了時間的確定方向,而且我們總是會從過去到現在,」來自University of the University的Marcus Scheck蘇格蘭西部當時在BBC新聞節目中告訴肯尼思麥克唐納。

所以讓我們回到這裡,因為要理解這種新的原子核形式,你必須首先了解舊的原子核。

直到最近,確定原子核可能只是三種形狀之一 - 球形,鐵餅或橄欖球。

這些形狀是由核內電荷的分布形成的,並且由特定類型原子中的質子和中子的特定組合決定,無論是氫原子,鋅原子還是實驗室中創建的複雜同位素。

所有三種形狀的共同因素是它們的對稱性,並且與粒子物理學中稱為CP-對稱性的理論很好地結合。

CP對稱性是宇宙中存在的兩種對稱性的組合:C-Symmtery和P-Symmetry。

C-對稱性,也稱為電荷對稱性,指出如果將原子電荷翻轉到相反的位置,那個原子的物理原理應該是相同的。

因此,如果我們拿一個氫原子和一個反氫原子 並與它們混淆,兩者都應該以相同的方式作出反應,即使它們有相反的電荷。

P對稱性也稱為奇偶校驗,指出描述系統的空間坐標可以通過原點處的點反轉,以便將x,y和z替換為-x,-y和-z。

「你的左手和右手彼此呈現出P-Symmetry:如果你豎起大拇指並捲曲手指,你的左手和右手就會相互鏡像,」 Ethan Siegel從一開始就爆發解釋道。

CP-對稱性是這兩種假設的組合。Siegel說: 「在粒子物理學中,如果粒子順時針旋轉並向上衰減,其反粒子應逆時針旋轉,並且如果CP保守,則100%的時間衰減。

「如果沒有,CP被違反。」

宇宙實際上可能違反C對稱性和CP對稱性的可能性是提出來解釋的條件之一。

但證明這將意味著物理學標準模型需要認真反思。

據洛杉磯 Wˉˉ 物理學S,在大爆炸的時間,將等量的物質和反物質必須已經建立,但現在,數十億年後,我們被物質堆(固體,液體包圍,氣體和血漿),似乎幾乎沒有天然存在的反物質。

「這是一個令人費解的特徵,因為相對論量子力學理論認為我們應該有相等的數量,」來自英國貝爾法斯特女王大學的數學家Gianluca Sarri 。

「事實上,目前沒有任何物理模型可以解釋這種差異。」

好吧,回到我們原子核的形狀。

我們的大多數物理基礎理論都是基於對稱性的,所以當CERN的物理學家發現了同位素鐳-224中的一個不對稱梨形核時,這有點令人震驚,因為它表明核子可能有更多質量在一端比另一端。

然後,在2016年,證實這一發現,該表明,同位素鋇144的核也是不對稱的和梨形的。

「 ,」質子在梨的凹凸處富集,並在核中形成特定的電荷分布。「

「這違反了鏡像對稱理論,並涉及我們宇宙中物質和反物質分布中所表現出來的違規行為。」

雖然物理學家懷疑鋇-144有一段時間梨形核,Scheck和他的團隊終於弄清楚如何直接觀察,並發現它的失真比預測更加明顯。

那麼這與時間旅行有什麼關係呢?

這是一個非常出人意料的假設,但Scheck說,這種質量和電荷的不均勻分布導致鋇-144的核在時空的某個方向上「指向」,這種偏見可以解釋為什麼時間似乎只想從過去到現在,,即使法律物理學第。

當然,如果沒有進一步的證據,沒有辦法證明這一點,但是這一發現再次表明宇宙可能不像物理學標準模型所要求的那樣對稱,並且證明這可能會使我們進入一個全新的時代理論物理學。


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