محاضرة التناظر و انكسار التناظر في الفيزياء
TRANSCRIPT
بسم الله الرحمن الرحيم
جمعية علوم الفيزياء بالتعاون مع المنتدى
الفيزيائييقدمان :
بعنوان : علمية محاضرة
التناظر و إنكسار التناظر في الفيزياء
التناظر : دراسة مجاالتاليومية : الحياة
اللغات ، الموسيقى ، الفنونالرياضيات :
التمثيل نظرية ، التحويالت زمرالطبيعية : العلوم
البيولوجيا ، الكمياء ، الفيزياء
التناظر (symmetry)
الفيزياء ) في Symmetry inالتناظرPhysics:)
؟؟ • فيزيائيا بالتناظر نعني ماذاان بع.د معين لنظام الفيزيائي الوصف تماسك عن عبارة الفيزياء في التماثل
للتغيير . النظام يتعرضالفيزياء :• في التناظرات أنواع
مستمر ) ( :continuous symmetryتناظر)localمحلي) عالمي( )globalو زمكاني( ،space-time) + مكان( ) زمان
متقطع ) (: discrete symmetryتناظرالعياري ) (guage symmetryالتناظر( الشحني )charge conjugationالترافق الندية( ،parity( الزمني( timeاالنعكاس
inversion)الفائق ) (super symmetryالتناظر
نوثر : ) مبرهنة و المستمرة continuous symmetries and Noetherالتناظراتtheorem)
الزماني ) Timeاالنتقالtranslation)
المكاني ) Spaceاالنتقالtranslation)
(Rotationالدوران )
d2rdt2
F=ma=m
: نيوتن قوانين
مكان اي في للتطبيق يصلح القانون نفسالمكان) ” تحويالت تحت تغاير االحداثيات ال ازاحة تماثل
“(المكانية
الحركة اتجاه اختلف مهما يصلح القانون نفسدوراني )” “(تماثل
بعد و غدا و اليوم للتطبيق قابل القانون سنة 100نفسالزمني )” االحداثي ازاحة “(تماثل
المستمرة التماثالت على مثال
الحركة قانون
نوثر إيمي1882-1935
نوثر : -Noether )مبرهنةTheorem )
حفظ = قانون تناظر
على ....... معتمدة غير الفيزياء قوانين
محور اإلزاحة الطاقةحفظ الزمن في
محور اإلزاحة الحركة حفظ المكانفي الخطية كمية
محور الدوران الزاوية حفظ المكانحول الحركة كمية
ضعالو
اقةط
ركةالح قة
طا
مبرهنة مفهوم بحسب المحفوظة الكميةنوثر
jqV
المعممة الحركة pqكمية
القوة المعممة
الحركة معادلة
d dt Pqj = - V
qj
Vqj
if =0: d dt Pqj = 0:
Pqj = constant Pqj محفوظة
q qj
ال يرتتغ
دماعن اثلة
متم V
الغامض : األولية الجسيمات عالم
القياسي : ) (Standard Modelالنموذجللجسيمات مميزة خصائص
الكهربية الشحنةالكتلة المغزلي اللف ا ةينوللالشحنة
الجسيمات لولبية
الواصفة النظرية المراسل الجسيم القياسية الزمرة القوة
Quantum Chromodynamics
(gالقولون ) القوية النووية
Quantum Electrodynamics
الفوتون الكهرومغناطيسية
Weinberg - Salam الكهروضعيفة0, ,W W Z
2 1) (4QED i c D mc F F
1 1) (2 2EW wi g Y B g W
القياسي النموذج في الطبيعة قوىمجاالت جسيمات
,1) (4QCD j ji D m F F
المتقطعة ) DiscreteالتناظراتSymmetries: )
(Parityالندية )•• P (x,y,z) (-x,-y,-z)
•( الُشَحني (Charge conjugationالترافق• C (+,-) )+,-(
الزمني )• (Time reversalاإلنعكاس• T (t - t)
( : Parityالندية )االحداثيات استبدال فيها يتم عملية هي
. ) بمعكوساتها) المرآة ” ”االتجاهات تحول
يسار يمينالندية :
y-xy-yz-z
x
y
z x’
y’
z’
اليسرى اليد نظام
اليُمنى اليد نظام
P (x,y,z) = (-x,-y,-z) ( الزوجية (:even parityالندية
P Y(x) Y(-x) = +1 Y(x)
الفردية ) ( : odd parityالندية P Y(x) Y(-x)- =1 Y(x)
p parityJ spin
: األولية الجسيمات في الندية
تصنيف و الندية المغزلي، اللف بين العالقةالجسيمات
Charge Conjugation )الُشَحنيالترافق )
cc
1c
C : + - ; - + ( الشحني الترافق ( Cمؤثريحول مؤثر عن عبارة
و مضاد جسيم إلى الجسيمصحيح العكس
C e e
Q e q e
Q e q e
الزمني Time)اإلنعكاسReversal)
:
, 0
T t tT UKT H
T
عكس فيها يتم التي العميلة هياي في الزمن سريان اتجاهفيزيائية عملية او منظومة
الطبيعة : في التناظرات انتهاك حاالتالفائق • التناظرالضعيفة • التفاعالتالتلقائي إنكسار حاالت • التناظر
الفائق: ) التناظر (SUSYاوالً
الضعيفة )ثانيا: (Weak Interactionsالتفاعالت
الشديدة النووية القوة
القوة الكهرومغناطيسية
الضعيفة النووية القوة
) - ميزون ) الباي البايو�ن تحلل على المتقطعة التناظرات اختبار
النديةparity
الطبيعة غيرالمعكوس النيوترينو في موجود
الزمني اإلنعكاسTime reversal
لكن:اليميني النيوترينو مرافق موجود لكن القياسي غير النموذج في
الُشَحنِي الترافقCharge conjugation
النيوترينو موجود الُشَحنِي مرافق غير !!
بالندية متبوعا الشحني الترافق CP )انتهاكViolation )
الشحني الزمن تناظر الندية المرافق و(CPT)
الضعيفة النووية القوة في التناظر إنتهاك
التناظر القوة P C T CP CPT
الجاذبية الكهرومغناطيسية
الشديدةالضعيفة
التلقائي: ) التناظر إنكسار Spontaneous SymmetryثالثاBreaking)
2 2 4
2 2 4
2 2
2
1 1 12 2 4
1 1) (2 4
0 ) (
0
2249
V
V
GeV
هيغز (Higgs Mechanism)آلية
1 802wgM GeV
2 21 2
1 912zM g g GeV
الهيغز وجه في مشاكل
�ا�إل�س�ت�م�ا�ع �ل�ح�س�ن �ش�ك�ر�اً