Układ otwarty
Ucz się tak, jakbyś miał żyć wiecznie, żyj tak jakbyś miał umrzeć jutro" Życie jest religią.
193 obserwujących
1475 notek
3494k odsłony
  2081   0

Najważniejsza symetria fizyki

Lustro, jak wiemy, zamienia prawe na lewe i lewe na prawe. Ale góry z dołem nie zamienia. Dziwne są te lustra. A może to nie lustra są dziwne a nasz umysł? Mówi się: o "zwierciadle umysłu..." - podobno jest ono niebezpieczne. Jak i zresztą przechodzenie przez jezdnię.

image

Dwa dni temu poczta przyniosła mi zamówioną książkę:  François Vannucci, "Le Miroir aux neutrinos ", Odile Jacob, 2003.

Zwierciadło z neutrin. Neutrina mogą być prawo-skrętne i lewo-skrętne. Ale te prawo-skrętne gdzieś z naszego wszechświata wymiotło. Podobnie jak prawie całą antymaterię. Musi być zatem gdzieś równoległy do naszego zwierciadlany wszechświat. Od czasu do czasu pomiędzy tymi dwoma wszechświatami następują przebicia, jak w kondensatorze.

image

Ale wracając do książki. Vannucci, autor książki, "François Vannucci est professeur au laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies de l’université Paris-VII", zaczyna przedmowę do książki od zacytowania z Pierwszego Listu do Koryntian, wiersz 12:

 "11. Gdy byłem dzieckiem, mówiłem jak dziecko, czułem jak dziecko, myślałem jak dziecko. Kiedy zaś stałem się mężem, wyzbyłem się tego, co dziecięce.

12. Teraz widzimy jakby w zwierciadle, niejasno; wtedy zaś [zobaczymy] twarzą w twarz: Teraz poznaję po części, wtedy zaś poznam tak, jak i zostałem poznany.

13. Tak więc trwają wiara, nadzieja, miłość - te trzy: z nich zaś największa jest miłość."

Cytuje tylko wiersz 12. 11-go i 13-go nie cytuje. Najwyraźniej jednak zachował trochę dziecięcej świeżości spojrzenia i do fizyki czuje miłość. Bo dalej, w tejże przedmowie, pisze tak (w moim fatalnym tłumaczeniu z francuskiego):

"Skąd wiemy to co wiemy? Od czasów greckiej starożytności ludzie zadawali sobie to pytanie, często równolegle z innym fundamentalnym pytaniem: "Kim jesteśmy?"

No właśnie. Poznajmy siebie, a wtedy lepiej zrozumiemy związek tego co jest w zwierciadle naszego umysłu z tym co jest poza nim.  Książka jest o nauce i o neutrinach, bowiem neutrina, bardziej niż cokolwiek innego, znamy jedynie pośrednio, poprzez ich odbicia w zwierciadłach przyrządów, teorii i interpretacji. Jak już o tym wspominałem w poprzedniej notce - neutrina są wredne. Ale są potrzebne, bowiem  ich lewo-skrętność okazała się jak znalazł gdy odkryto niezachowanie parzystości (symetrii względem odbicia zwierciadlanego) w słabych oddziaływaniach jądrowych.

Teoretycznie mogą być lewo i prawo-skrętne neutrina. Kwestia znaku. Nikt/nic nie broni prawoskrętnemu neutrinu istnieć. A jednak w oglądanym naszymi zmysłami świecie ta symetria jest złamana. W świecie matematycznym ona jest. A w naszym gdzieś umknęła. Kiedy? Dlaczego?  W jakim celu? Pytania ważne i ciekawe, ale dziś, zgodnie z obietnicą daną wczoraj, napiszę trochę o symetrii przed jej złamaniem, tej matematycznej.

Co to jest fizyka? To jest to czym zajmują się fizycy. A fizycy obserwują to i owo, czasami eksperymentują, no i układają to co zaobserwowali w pewien zorganizowany sposób. Ważnymi elementami tej organizacji są kategorie czasu i przestrzeni. Razem tworzą czasoprzestrzeń. Przestrzeń fizyków ma 3 wymiary, czas ma jeden wymiar, czaso-przestrzeń ma zatem cztery wymiary. Każde zdarzenie ma cztery współrzędne: trzy współrzędne mówią nam o tym gdzie zaszło, jedna nam mówi kiedy zaszło. Taka matematyczna czaso-przestrzeń, ta w której układamy nasze obserwacje, jest a priori jednorodna, nie ma w niej wyróżnionych punktów ani kierunków. Matematycznie formułujemy tę własność poprzez założenie istnienia grupy symetrii.  Dla czaso-przestrzeni fizycy rozważają zazwyczaj dwie możliwe grupy symetrii; grupę Galileusza (fizyki przed-relatywistycznej) lub grupę Poincarego (fizyki realatywistycznej). Zajmę się tą drugą, grupą Poincarego. Jest to najważniejsza grupa symetrii fizyki współczesnej. Chyba, że ktoś chce zaczynać od innego końca i czasoprzestrzeń budować z takich czy innych mniejszych cegiełek. To inna parafia.

Mamy więc grupę symetrii matematycznej czasoprzestrzeni.  Trzeba te symetrie zinterpretować fizycznie. Tu są dwa zasadnicze punkty widzenia: punkt aktywny i punkt pasywny. Symetria aktywna to taka, że kiedy mówimy o "przesunięciu", to mamy na myśli faktyczne przesunięcie stołu, co zazwyczaj wiąże się z wysiłkiem fizycznym. W zastosowaniu do całego Słońca trudno to sobie wyobrazić. To znaczy wyobrazić sobie jakoś można, ale rzecz staje się filozoficznie podejrzana. Dajmy więc spokój interpretacji aktywnej. W interpretacji pasywnej mamy wyróżnioną grupę obserwatorów/układów odniesienia, tzw. "inercjalnych". Zdarzenia widziane z różnych układów odniesienia mają różne współrzędne. Związki pomiędzy opisami w różnych inercjalnych układach odniesienia dane są przez transformacje należące do grupy Poincare. Matematyczny opis Przyrody powinien być taki sam dla każdego z tych obserwatorów. Taki ładny punkt startowy dlaszego myślenia.

Lubię to! Skomentuj93 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie