T대칭성

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시간을
주요 개념 과거. 현재의. 미래. 영원 세상의
연구 분야 고고학 연표 역사 호롤로지 고생물학 미래학
철학 프리젠티즘 영원론 이벤트 운명론
종교 신화 창조. 종료 시간 심판의 날 불멸 애프터라이프 환생 칼라차크라
측정. 표준 ISO 8601 미터법 16진수
과학 자연주의 시간생물학 우주론 진화 방사성 연대 측정 우주의 궁극적 운명 물리학의 시간
관련 토픽 운동 공간 시공간 시간 여행
v t

T대칭성 또는 시간반전대칭성은 시간반전의 변환에 따른 물리법칙의 이론대칭이다.

${\displaystyle T:t\mapsto -t}$

열역학 제2법칙은 시간이 미래를 향해 흐를수록 엔트로피가 증가한다는 것이므로 일반적으로 거시적 우주는 시간역전 하에서는 대칭을 보이지 않는다.다시 말해, 열역학 제2법칙이 시간 대칭을 유지할 것으로 예측할 때 특별한 평형 상태를 제외하고 시간은 비대칭 또는 비대칭이라고 합니다.그러나 양자 비침습 측정은 아직 실험적으로 확인되지 않았지만 평형 ^[1]상태에서도 시간 대칭을 위반할 것으로 예측된다.

시간 비대칭은 일반적으로 다음 세 가지 범주 중 하나에 의해 발생합니다.

1. 동적 물리적 법칙에 고유한(예를 들어 약한 힘에 대한)
2. 우주의 초기 조건 때문에(예를 들어 열역학 제2법칙의 경우)
3. 측정으로 인해(예: 비침습적 측정의 경우)

거시적 현상

열역학 제2법칙

일상적인 경험에 따르면 T-대칭성은 벌크 재료의 거동에 적합하지 않습니다.이러한 거시적 법칙 중 가장 주목할 만한 것은 열역학 제2법칙이다.마찰이 있는 물체의 상대적인 움직임이나 유체의 점성 운동과 같은 많은 다른 현상들은 이것이 된다. 왜냐하면 근본적인 메커니즘은 사용 가능한 에너지(예를 들어 운동 에너지)를 열로 방출하는 것이기 때문이다.

이 시간 비대칭 산산이 정말 불가피한지에 대한 질문은 많은 물리학자들에 의해 종종 맥스웰의 악마와 같은 맥락에서 고려되어 왔다.그 이름은 제임스 클러크 맥스웰이 묘사한 사고 실험에서 유래했는데, 이 실험에서는 극미량의 악마가 방의 두 절반 사이에 있는 문을 지킨다.이것은 느린 분자를 한쪽 절반으로, 다른 한쪽은 빠른 분자로 만듭니다.결국 방의 한쪽은 예전보다 시원하고 다른 한쪽은 더 덥게 함으로써 방의 엔트로피를 줄이고 시간의 화살을 거꾸로 돌리는 것 같다.이에 대한 많은 분석이 이루어졌습니다; 모두 방과 악마의 엔트로피를 함께 취하면, 이 전체 엔트로피가 증가한다는 것을 보여줍니다.이 문제에 대한 현대적 분석은 Claude E를 고려했다. 섀넌의 엔트로피와 정보 사이의 관계.현대 컴퓨팅의 많은 흥미로운 결과는 이 문제와 밀접하게 관련되어 있습니다.예를 들어 리버서블 컴퓨팅, 양자 컴퓨팅 및 컴퓨팅에 대한 물리적인 제한이 있습니다.형이상학적으로 보이는 이 질문들은 오늘날, 이러한 방식으로 서서히 물리과학의 가설로 전환되고 있다.

현재의 컨센서스는 위상 공간 부피의 로그와 섀넌 정보의 음수, 즉 엔트로피에 대한 볼츠만-섀넌 식별에 달려 있다.이 개념에서 거시계의 고정 초기 상태는 체내 분자의 좌표가 구속되기 때문에 상대적으로 낮은 엔트로피에 대응한다.시스템이 소산 상태에서 진화함에 따라 분자 좌표는 더 큰 부피의 위상 공간으로 이동하고, 더 불확실해지고, 따라서 엔트로피의 증가로 이어질 수 있습니다.

빅뱅

불가역성에 대한 한 가지 해결 방법은 우리가 관찰하는 엔트로피의 지속적인 증가는 오직 우주의 초기 상태 때문에 일어난다고 말하는 것입니다.우주의 다른 가능한 상태들(예를 들어, 열사 평형 상태에 있는 우주)은 실제로 엔트로피의 증가를 초래하지 않을 것이다.이 관점에서, 우리 우주의 명백한 T-비대칭성은 우주론의 문제입니다: 왜 우주는 낮은 엔트로피에서 시작되었을까요?우주론적 관측(우주 마이크로파 배경의 등방성 등)에 의해 뒷받침되는 이 관점은 이 문제를 우주의 초기 조건에 대한 문제와 연결시킨다.

블랙홀

중력의 법칙은 고전 역학에서 시간 역전의 불변인 것처럼 보이지만, 특정한 해법은 그럴 필요가 없습니다.

물체는 외부에서 블랙홀의 사건 지평선을 통과하여 물리학의 이해가 무너지는 중앙 영역으로 빠르게 떨어질 수 있습니다.블랙홀 내에서는 정방향 광원추는 중심을 향하고 역방향 광원추는 바깥쪽으로 향하기 때문에 일반적인 방법으로 시간역전을 정의할 수도 없습니다.블랙홀에서 탈출할 수 있는 유일한 방법은 호킹 복사입니다.

블랙홀의 시간 반전은 블랙홀로 알려진 가상의 물체일 것이다.겉으로 보면 비슷해 보여요.블랙홀은 시작이 있고 피할 수 없는 반면, 화이트홀은 끝이 있어 들어갈 수 없다.화이트 홀의 전방 광원추는 바깥쪽으로 향하고 후방 광원추는 중앙으로 향합니다.

블랙홀의 사건 지평선은 국지적인 빛의 속도로 바깥쪽으로 이동하는 표면으로 생각할 수 있으며 탈출과 후퇴 사이의 가장자리에 있습니다.화이트 홀의 사건 지평선은 국지적인 빛의 속도로 안쪽으로 이동하는 표면이며 바깥쪽으로 쓸려 나가는 것과 중심에 도달하는 것 사이의 가장자리에 있습니다.그것들은 두 가지 다른 종류의 지평선이다. 즉, 블랙홀의 지평선은 안쪽으로 뒤집힌 블랙홀의 지평선과 같다.

블랙홀은 열역학적인 물체로 간주되기 때문에, 블랙홀의 불가역성에 대한 현대적 관점은 그것을 열역학 제2법칙과 연관짓는 것입니다.예를 들어 게이지-중력 이중성 추측에 따르면 블랙홀의 모든 미시적 과정은 가역적이며, 다른 거시적 열 ^{[citation needed]}시스템에서와 같이 집합적 행동만 가역적입니다.

운동학적 결과: 상세 균형과 Onsager 상호 관계

물리 및 화학 동역학에서, 기계 현미경 방정식의 T-대칭성은 두 가지 중요한 법칙을 내포한다: 상세 균형 원리와 온사거 상호 관계.미시적 설명의 T-대칭성과 그 운동학적 결과를 미시적 가역성이라고 한다.

고전 물리학의 일부 변수에 대한 시간 역전의 영향

심지어.

시간 역전에 따라 변경되지 않는 고전적 변수는 다음과 같습니다.

${\displaystyle \stackrel{}{x}}$ $→$ {{$displaystyle {x$ 3공간 내 입자 위치

${\displaystyle \stackrel{}{a}}$ $→$ {\$displaystyle${\$vec {a$ 입자 가속

${\displaystyle \stackrel{}{F}}$ $→$ {\$displaystyle {F$ 입자에 힘을 가합니다.

$(\displaystyle$ E$),$ 입자의 에너지

$(\displaystyle$ V$),$ 전위(전압)

${\displaystyle \stackrel{}{E}}$ $→$ {\$displaystyle {E$ 전계

${\displaystyle \stackrel{}{D}}$ $→$ {\$displaystyle {D$ 전기 용량

$§$ $(\displaystyle$ \rho$),$ $전하$ ${\displaystyle \mathrm{밀도}}$

${\displaystyle \stackrel{}{P}}$ $→$ {\$displaystyle {P$ 전기 편파

전자장의 에너지 밀도

${\displaystyle {\mathrm{Ti}}_{}}$ j$(\$ Maxwell 응력 텐서

약한 힘과 관련된 것을 제외한 모든 질량, 전하, 결합 상수 및 기타 물리적 상수.

이상한

시간 반전이 부정하는 고전적 변수는 다음과 같습니다.

$\displaystyle$ t$,$ 이벤트가 발생한 시각

${\displaystyle \stackrel{}{v}}$ $→$ {\$displaystyle {v$ 입자의 속도

${\displaystyle \stackrel{}{p}}$ $→$ {\$displaystyle {p$ 입자의 선형 운동량

${\displaystyle \stackrel{}{l}}$ $→$ {\$displaystyle {l$ 입자의 각 운동량(궤도 및 스핀 모두)

${\displaystyle \stackrel{}{A}}$ $→$ {\$displaystyle {A$ 전자기 벡터 전위

${\displaystyle \stackrel{}{B}}$ $→$ {\$displaystyle {B$ 자기장

${\displaystyle \stackrel{}{H}}$ $→$ {\$displaystyle {H$ 자기 보조장

${\displaystyle \stackrel{}{j}}$ $→$ {\$displaystyle {j$ 전류 밀도

${\displaystyle \stackrel{}{M}}$ $→$ {\$displaystyle {M$ 자화

${\displaystyle \stackrel{}{S}}$ $→$ {\$displaystyle {S$ 포인팅 벡터

$($ 출력(작업속도).

예: 자기장과 Onsager의 상호 관계

일정한 외부 자기장을 받는 하전 입자 시스템의 예를 생각해 봅시다.이 경우 속도와 $시간{\displaystyle }$ t$\displaystyle$t를$$ 반전시키고 좌표를 건드리지 않는 표준 시간 반전 연산은 더 이상 시스템의 대칭이 아닙니다.이러한 고려 사항에서는 Onsager-Casimir 상호 관계만 ^[2]유지될 수 있는 것으로 보인다. 이러한 동등성은 B $→$ {\$displaystyle {B}}$ $대상$과 ${\displaystyle B\stackrel{}{}}$ $→$ {\$displaystyle -${\$vec {B$ 대상인 두 개의 서로 다른 시스템과 관련되므로 효용성은 제한적이다.그러나, 역학과 그에 따른 Onsager 상호 ^[3][4][5]관계를 보존하는 다른 시간 반전 연산을 찾을 수 있다는 것이 입증되었다. 결론적으로, 자기장의 존재가 항상 T-대칭을 깨는다고 말할 수는 없다.

미시적 현상: 시간 반전 불변성

대부분의 시스템은 시간 반전 하에서는 비대칭이지만 대칭을 갖는 현상이 있을 수 있습니다.고전 역학에서 속도 v는 T의 작용으로 반전되지만 가속은 그렇지 않다.^[6]따라서, 하나의 모델은 v.에서 이상한 용어를 통해 산란 현상을 일으킨다. 그러나 알려진 산란의 원천이 제거되는 섬세한 실험은 역학의 법칙이 시간 반전 불변이라는 것을 보여준다.소산 자체는 열역학 제2법칙에서 비롯되었다.

자기장에서 대전된 물체의 움직임 B는 로렌츠 힘 조건 v×B를 통과하는 속도를 포함하며, 처음에는 T 아래에서 비대칭으로 보일 수 있다.자세히 보면 B도 시간 역전에 따라 부호를 바꿀 수 있습니다.이것은 T 아래의 부호를 반전시키는 전류 J에 의해 자기장이 생성되기 때문에 발생합니다.따라서 고전적인 하전입자의 전자장에서의 움직임도 시간반전 불변이다.(이것에도 불구하고, 외부장이 고정되어 있을 때 시간반전 불변성을 자기광학 효과를 해석할 때와 같이 국소적인 의미에서 고려하는 것은 여전히 유용하다.이를 통해 패러데이 아이솔레이터나 방향성 이분법 등 시간역전을 국지적으로 깨는 광학현상이 발생할 수 있는 조건을 분석할 수 있다.)

물리학에서는 운동학이라 불리는 운동의 법칙과 역학이라 불리는 힘의 법칙을 분리한다.뉴턴의 운동 법칙의 고전적인 운동학에 따라, 양자 역학의 운동학은 역학의 시간 반전 대칭에 대해 아무것도 가정하지 않는 방식으로 구축된다.다시 말해, 만약 역학이 불변이라면, 운동학은 그것이 불변하게 유지되도록 할 것이다; 만약 그렇지 않다면, 운동학 또한 이것을 보여줄 것이다.양자운동법칙의 구조는 더 풍부하고, 다음으로 이것들을 조사합니다.

양자 역학의 시간 반전

이 대분류는 양자역학에서 시간역전의 가장 중요한 세 가지 특성에 대해 논의한다; 주로,

1. 반유니터리 연산자로 표현되어야 한다.
2. 비퇴화 양자 상태를 전기 쌍극자 모멘트를 갖는 것으로부터 보호한다.
3. 성질이 T = -1(페르미온의 경우²)인 2차원 표현을 가지고 있다.

이 결과를 패리티와 비교하면 이상하다는 것은 명백합니다.패리티가 양자 상태의 쌍을 서로 변환하는 경우, 이 두 기본 상태의 합과 차이는 양호한 패리티 상태입니다.시간 반전은 이렇게 동작하지 않습니다.모든 아벨군은 1차원의 환원 불가능한 표현으로 표현된다는 정리에 위배되는 것으로 보인다.이렇게 하는 이유는 안티유니터리 연산자에 의해 표현되기 때문입니다.따라서 그것은 양자역학에서 스피너로 가는 길을 열어준다.

한편 양자역학적 시간역전의 개념은 물리적 동기부여 양자컴퓨팅과 시뮬레이션 설정의 개발에 유용한 도구이며, 동시에 그 복잡성을 평가하는 비교적 간단한 도구를 제공한다.예를 들어 양자역학적 시간 반전은 새로운 보손 샘플링^[7] 방식을 개발하고 빔 스플리터와 스퀴즈 ^[8]변환이라는 두 가지 기본적인 광학 작업 사이의 이중성을 증명하기 위해 사용되었다.

형식 표기법

T-대칭성의 공식 수학적 표현에서, T에 대한 세 가지 다른 종류의 표기법이 주의 깊게 구별될 필요가 있다: 시간 좌표의 실제 반전을 포착하는 T, 스피너와 벡터에 작용하는 일반적인 유한 차원 행렬인 T, 그리고 무한 차원 연산자인 T.힐베르트 공간

실제(복잡하지 않은) 클래식(양자화되지 않은) 스칼라 $필드{\displaystyle }$ ${\$ ${\displaystyle$ \$phi$}의 경우 시간 반전 인볼루션은 다음과 같이 간단히 기술할 수 있습니다.

${\displaystyle {\mathsf {T}}\phi (t, {\vec {x}})=\phi (t, {\vec {x}})}$

시간 역전이 스칼라 값을 고정된 시공간 포인트에서 변경하지 않고 전체 $기호{\displaystyle }$ s $=$ ±$$(\$displaystyle$ s=\$pm$1)까지 유지하므로 조금 더 형식적인 방법은 다음과 같습니다.

${\displaystyle {\mathsf {T}:\phi (t, {\vec {x}})\mapsto \phi ^{\prime }(-t, {\vec {x}})=s\phi (t, {\vec {x}}}}})$

이는$$T ${\displaystyle$ {$T}}$이(가) 지도이므로 "mapsto" 표기법$,,$ {\$displaystyle$ \$mapsto ~,},$ ${\displaystyle \mathrm{\varphi <img\; alt="\{\backslash displaystyle\; \backslash mapsto\; ~,\}"\; aria-hidden="true"\; class="mwe-math-fallback-image-inline"\; src="https://wikimedia.org/api/rest\_v1/media/math/render/svg/fe600dd05f0fa80c9b2c5061f0c19d8a11004f43"\; style="vertical-align:\; -0.671ex;\; width:4.196ex;\; height:2.176ex;">}{}^{}}$ -${\displaystyle t}$ , ${\displaystyle x\stackrel{}{}}$ ${\displaystyle \to }$ ) ${\displaystyle =}$ s${\displaystyle \varphi }$ (${\displaystyle }$t , ${\displaystyle x\stackrel{}{}}$ ${\displaystyle \to }$) { $display style ^{\prime$} ( - $x =$ ) { $ph }$ { $ph$ } { ph }을 강조할 수$있습니다$.새로운 분야를 서로 바꾸다

스칼라 필드와 달리 스피너 필드와 벡터 필드$\delta {\displaystyle }$(\$displaystyle \psi)$는 시간 반전 시 사소한 동작이 발생할 수 있습니다.이 경우, 한 사람은 다음과 같이 써야 한다.

$\displaystyle {\mathsf {T}:\psi(t,{\vec {x}})\mapsto \psi ^{\prime }(-t,{\vec {x})=T\psi(t,{\vec {x}})})$

$여기$서$T는$그냥$$ 평범한 매트릭스입니다.복잡한 필드의 경우, 매핑${\displaystyle K}$:${\displaystyle }$( ${\displaystyle x}$ +${\displaystyle i}$ y )${\displaystyle x}$( ${\displaystyle x}$ - i y$$) \ $displaystyle$K : ( x +$$ ) \$mapsto$ ( x - iy $)$ }는$$ 2x2 매트릭스로 간주할 수 있는 복잡한 결합이 필요할 수 있습니다.Dirac 스피너의 경우 T$${\$displaystyle$ T$}$는 4x4 매트릭스로 쓸 수 없습니다.실제로 복잡한 결합이 필요하기 때문입니다.다만, Dirac 스피너의 8개의 실제 컴포넌트에 작용하는 8x8 매트릭스로 쓸 수 있습니다.

일반적인 설정에서는 T ${\displaystyle$ T$\}$에 대해 부여되는 ab initio 값은 없으며, 실제 형태는 조사 중인 특정 방정식에 따라 달라집니다.일반적으로 방정식은 시간 역방향 불변성이어야 한다고 간단히 말한 다음 이 목표를 달성하는 T$(\displaystyle$ T$)$의 명시적 값을 구한다.경우에 따라서는 일반적인 인수를 작성할 수 있습니다.따라서, 예를 들어, 3차원 유클리드 공간 또는 4차원 민코프스키 공간의 스피너에 대해 명시적 변환이 주어질 수 있다.그것은 통례적으로 라고 되어 있다

${\displaystyle T=e^{i\pi J_{y}}K}$

$여기$서 $(\$는 각운동량 연산자의 y $성분$이고 K$(\displaystyle$ K$)$는 이전과 같이 복합 활용입니다.이 형태는 시간 도함수에서 1차인 선형 미분 방정식으로 설명될 수 있을 때마다 따르는데, 이것은 일반적으로 어떤 것이 효과적으로 "스피너"라고 불리기 위한 경우이다.

이제 형식 표기법에 따라 임의의 텐서 필드 ${\displaystyle a_{}}$ a b ${\displaystyle c_{}}$ ${\$ { $display$style \$psi$_ { $abc$\ $cdots$}} 이$$ 경우 시간 역방향 확장 방법이 명확해집니다.

$\displaystyle {\mathsf {T}:\psi _{\vec {x}}\mapsto \psi _{cdots }^{\prime }(-t,{\vec {x}})={\prime }T_{a}^{d}, {T_{b}^{e}, {T_{c}^{f}\cdots \psi _{def\cdots }(t, {\vec {x}}})}}$

공변 텐서 지수는 T ${\displaystyle {{}_{}}^{}}$ b $=$ (${\displaystyle {{}^{}}^{}}$ -${\displaystyle {{}^{}{}_{}{1}^{}}^{}}$) ${\displaystyle {{}_{}}^{}}$ a ${\$}={($T^{-1}_{b}^{a}}$ 등으로$$ $변환$된다.양자장의 경우, 세 번째 T(T${\displaystyle ),}${$displaystyle${\$mathcal {T}})$도 있습니다. 이 T는 실제로 힐베르트 공간에 작용하는 무한 차원 연산자입니다.양자화된 필드$(\displaystyle$\Psi)에서 다음과 같이 동작합니다$.$

$(\displaystyle\mathsf {T}):\Psi(t,{\vec {x}})\mapsto \Psi ^{\prime }(-t,{\vec {x})=psi(t, {\vec {x}}){\mathcal {T}^{-1}}$

이는 하나의 공변량과 하나의 역변수 지수를 갖는 텐서의 특수한 경우로 생각할 수 있으며, 따라서 두 $개$의 T$\$$mathcal {T}'$s가 필요하다.

이 세 가지 기호는 모두 시간 역행 개념을 포착합니다. 즉, 기능, 벡터/스피너 또는 무한 차원 연산자의 작용에 따라 다릅니다.이 문서의 나머지 부분은 이 세 가지를 구분하는 데 신중하지 않습니다. 아래에 표시되는 T는 독자가 추론할 수 있도록 상황에 따라 T$($$)$ $또는$ $(표시$ $스타일)$$$중 $하나$입니다.

시간 반전의 반유니터리 표현

유진 위그너는 양자역학에서 해밀턴의 대칭 연산 S는 단일 연산자 S = U 또는 반 비하수체 연산자 S = UK로 표현되며, K는 복합 공역학을 나타낸다.이것들은 힐베르트 공간에 작용하여 하나의 상태 벡터가 다른 상태 벡터에 투영되는 길이를 보존하는 유일한 연산이다.

패리티 연산자를 고려합니다.위치에 작용하면 공간의 방향을 반전시켜 PxP⁻¹ = -x. 마찬가지로 운동량의 방향을 반전시켜 PpP⁻¹ = -p. 여기서 x와 p는 위치와 운동량 연산자이다.이것은 표준 정류자 [x, p] = iθ를 보존한다. 여기서 θ는 플랑크 상수이며, PiP⁻¹ = i가 단일화되도록 선택되었을 경우에만 그러하다.

한편, 시간 반전 연산자 T는 x-제곱, TxT⁻¹ = x에는 아무런 영향을 주지 않지만 p의 방향을 반전시켜 TpT = -p가 됩니다⁻¹.표준 정류자는 T가 반유니터리(즉, TiT⁻¹ = -i)로 선택된 경우에만 불변한다.

또 다른 논쟁은 4가지 모멘텀의 시간 요소인 에너지를 포함한다.만약 시간 역전이 단일 연산자로 구현된다면, 공간 역전이 운동량의 신호를 반전시키는 것처럼 에너지의 신호를 반전시킬 것이다.이것은 가능하지 않습니다. 왜냐하면, 운동량과 달리 에너지는 항상 양이기 때문입니다.양자역학에서 에너지는 시간을 앞당길 때 얻는 위상인자 exp(-iEt)로 정의되기 때문에 에너지의 부호를 보존하면서 시간을 반전시키는 방법은 "i"의 감각도 반전시켜 위상감을 반전시키는 것이다.

마찬가지로, i의 부호를 바꾸는 위상각을 뒤집는 연산은 시간의 방향을 바꾸지 않는 한 양의 에너지를 음의 에너지로 바꿀 것이다.그래서 긍정적인 에너지를 가진 이론의 모든 비위생적인 대칭은 시간의 방향을 반대로 해야 합니다.모든 비위생 연산자는 시간 반전 연산자와 시간을 반전시키지 않는 단일 연산자의 곱으로 쓸 수 있습니다.

스핀 J를 가진 입자의 경우 다음과 같은 표현을 사용할 수 있습니다.

${\displaystyle T=e^{-i\pi J_{y}/\hbar}K,}$

여기서_y J는 스핀의 y 성분이며 TJT⁻¹ = -J가 사용되었습니다.

전기 쌍극자 모멘트

이는 입자의 전기 쌍극자 모멘트(EDM)에 흥미로운 결과를 가져옵니다.EDM은 외부 전장에 투입될 때 상태의 에너지 변화를 통해 정의된다. δe = d·E + E·δ·E. 여기서 d는 EDM, δ는 유도 쌍극자 모멘트이다.EDM의 중요한 특성 중 하나는 패리티 변환 하에서 에너지 시프트에 의한 부호가 변화한다는 것입니다.단, d는 벡터이므로 상태 θθ에서의 기대치는 기대 스핀인 θθ J θ에 비례해야 한다.따라서 시간 반전 하에서는 불변 상태가 소실되는 EDM을 가져야 합니다.즉, 비소멸 EDM은 P와 T의 대칭 파괴 신호를 모두 보낸다.^[9]

물과 같은 일부 분자는 T가 대칭인지 여부에 관계없이 EDM을 가져야 한다.이것은 옳습니다.양자 시스템이 패리티 하에서 서로 변환되는 축퇴된 접지 상태를 가지고 있다면 EDM을 제공하기 위해 시간 반전을 깨지 않아도 됩니다.

핵자의 전기 쌍극자 모멘트에 대한 실험 관찰된 경계는 현재 강한 상호작용에서의 시간 반전 대칭 위반과 그들의 현대 이론인 양자 색역학에 엄격한 한계를 설정한다.그리고 상대론적 양자장 이론의 CPT 불변성을 이용하여, 이것은 강한 CP 위반에 대한 강력한 경계를 설정한다.

전자 전기 쌍극자 모멘트에 대한 실험적인 한계 또한 입자 물리 이론과 ^[10][11]그 매개변수에 한계를 둡니다.

크래머스의 정리

반유니터리₂ Z 대칭 발생기인 T의 경우

T² = UK^* = UU = U (⁻¹U^T) = φ,,

여기서 δ는 위상의 대각 행렬입니다.그 결과 U = ΩU^T 및 U^T = UΩ은 다음을 나타냅니다.

U = φ U u 。

즉, δ의 엔트리는 ±1이며, 그 결과 T = ±1이² 될 수 있다.이것은 T의 반유닛성에 특유하다.패리티와 같은 단일 연산자의 경우 모든 위상이 허용됩니다.

다음으로, T 아래의 해밀턴 불변량을 취한다.a and와 Ta be를 같은 에너지의 양자 상태라고 하자.T = -1이면 상태가² 직교한다는 것을 알 수 있습니다. 즉, 크래머스의 정리라고 불리는 결과입니다.이는 T = -1이면 상태에² 이중 퇴행이 있음을 의미한다.이 결과는 비상대론적 양자역학에서 양자장론의 스핀 통계정리를 전제로 한다.

시간 반전의 단일 표현을 제공하는 양자 상태는 T = 1을 가지며², 때로는 T-패리티라고 불리는 곱셈 양자수에 의해 특징지어진다.

알려진 동적 법칙의 시간 반전

입자 물리학은 역학의 기본 법칙을 표준 모형으로 체계화했다.이는 CPT 대칭을 갖는 양자장 이론으로 공식화된다. 즉, 시간 반전, 패리티 및 전하 결합의 동시 작동 하에서는 법칙이 불변한다.그러나 시간 반전 자체는 대칭이 아닌 것으로 보입니다(일반적으로 CP 위반이라고 합니다).이러한 비대칭에는 두 가지 원인이 있을 수 있다. 하나는 약한 부패에서 다른 맛의 쿼크를 혼합하는 것이고, 다른 하나는 강한 상호작용에서 직접적인 CP 위반을 통한 것이다.첫 번째는 실험에서 볼 수 있고, 두 번째는 중성자의 EDM 비관찰에 의해 강하게 제약된다.

시간 반전 위반은 열역학 제2법칙과 무관합니다. CPT 대칭의 보존으로 인해 시간 반전 효과는 입자의 이름을 대입자로 바꾸는 것이며 그 반대도 마찬가지이기 때문입니다.따라서 열역학 제2법칙은 우주의 초기 조건에서 비롯되었다고 생각된다.

비침습 측정의 시간 반전

강력한 측정(고전 및 양자 모두)은 확실히 방해하며 열역학 제2법칙으로 인한 비대칭성을 유발합니다.그러나 비침습적 측정은 진화를 방해하지 않아야 하므로 시간 대칭이 될 것으로 예상됩니다.놀랍게도, 그것은 고전 물리학에서만 사실이지만 열역학적으로 불변한 평형 ^[1]상태에서도 양자 물리학에서는 사실이 아니다.이러한 유형의 비대칭은 CPT 대칭과는 무관하지만 검사 제안서의 극단적인 조건 때문에 아직 실험적으로 확인되지 않았다.

「 」를 참조해 주세요.

• 시간의 화살
• 인과 관계(물리학)
• 컴퓨팅 어플리케이션
  • 컴퓨팅 제한
  • 양자 컴퓨팅
  • 리버서블 컴퓨팅
• 표준 모델
  • CKM 매트릭스
  • CP 위반
  • CPT 불변성
  • 중성미자 질량
  • 강력한 CP 문제
  • 휠러-파인만 흡수체 이론
• 로슈미트의 역설
• 맥스웰의 악마
• 미시적 가역성
• 열역학 제2법칙
• 테슬라 밸브
• 시간 변환 대칭

레퍼런스

인라인 따옴표

일반 참고 자료

• 맥스웰의 악마: 엔트로피, 정보, 컴퓨팅, H.S.에 의해 편집되었습니다.레프와 A.F.렉스(IOP출판, 1990) ISBN 0-7503-0057-4
• 맥스웰의 악마 2: 엔트로피, 고전 및 양자 정보, H.S.에 의해 편집되었습니다.레프와 A.F.렉스(IOP출판, 2003) ISBN 0-7503-0759-5
• 황제의 새로운 마음: 컴퓨터, 마음, 물리법칙에 관하여 (Oxford 대학 출판부, 2002) ISBN 0-19-286198-0
• Sozzi, M.S. (2008). Discrete symmetries and CP violation. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-929666-8.
• Birss, R. R. (1964). Symmetry and Magnetism. John Wiley & Sons, Inc., New York.
• 시간 역방향 파괴 광학 특성을 가진 다층 재료
• CP 위반, I에 의한.I. Bigi와 A.I. Sanda (Cambridge University Press, 2000) ISBN 0-521-44349-0
• CP 위반 시 파티클 데이터 그룹
  • SLAC에서의 바바 실험
  • KEK에서의 BELLE 실험
  • 페르미랍에서의 KteV 실험
  • CERN의 CPLEAR 실험