科學家首次發(fā)覺時光倒流現(xiàn)象

在24年前的今天，1996年12月7日，科學家首次發(fā)現(xiàn)“時光倒流”現(xiàn)象。

歐洲原子能研究中心

1996年12月7日，歐洲原子能研究中心的科研人員最近發(fā)現(xiàn)正負K介子在轉換進程中存在時間上的不對稱性。這一發(fā)現(xiàn)雖有助于完善宇宙大爆炸理論，但卻動搖了基本物理定律應在時間上對稱的觀點。

平常生活中，時光不可倒流。時間之箭永久只有1個朝向。老人不能變年輕，打碎的花瓶沒法復原，過去與未來界限分明。但在物理學家眼中，時間卻可以逆轉。比如說1對光子碰撞產生1個電子和1個正電子，而正負電子相遇則一樣產生1對光子，這個進程都符合基本物理學定律，在時間上是對稱的。如果用攝像機拍下兩個進程之一然后播放，觀看者將不能判斷錄相帶是在正向還是逆向播放。從這個意義上說，時間沒有了方向。

物理學上這類不辨過去與未來的特性被稱為時間對稱性。經(jīng)典物理學定律都假定時間無方向，而且也確切在宏觀世界中通過了檢驗。但近幾10年來，物理學家一直在研究時間對稱性在微觀世界中是不是一樣適用。歐洲原子能研究中心的1個小組經(jīng)太長達3年的研究最近終究取得了突破。他們的實驗觀測首次證明，最少在中性K介子衰變進程中，時間背背了對稱性。

由來自9個國家近百名研究人員組成的這一小組在實驗中研究了K介子反K介子相互轉換的進程。介子是一種質量比電子大，但比質子與中子小，自旋為整數(shù)，參與強相互作用的粒子，按內部量子數(shù)可分為介子、介子和K介子等。研究人員在實驗中發(fā)現(xiàn)，反K介子轉換為K介子的速率要比其時間逆轉進程、即K介子轉變成反K介子來得要快。這是物理學史上首次直接觀測到時間不對稱現(xiàn)象。

現(xiàn)代宇宙理論曾認為，宇宙大爆炸之初應當產生等量物資和反物資，但現(xiàn)今的宇宙卻主要為物資世界所主宰，這一現(xiàn)象一直讓人困惑。歐洲核子中心新實驗證明，反物資轉化為物資的速度要快于其相反進程，因此它為宇宙中物資量為什么遠遠超過反物資量提供了部份答案。

另外，新成果對物理學基本對稱定律研究也有重要意義。物理學家們一直認為，除基本物理定律不受時間方向性影響外，物體在空間物理反射的進程和粒子與反粒子的變換進程也應遵守對稱性。時間、宇稱和電荷守恒定律被認為是支持現(xiàn)代物理學的基礎之一。

本世紀50年代來，物理學家前后發(fā)現(xiàn)一些守恒定律有時其實不完全滿足對稱性。美籍華人物理學家楊振寧和李政道曾提出弱相互作用中宇稱不守恒理論并經(jīng)實驗證實，以后美國人詹姆斯-克羅寧和瓦爾-菲奇又發(fā)現(xiàn)K介子衰變進程背背宇稱和電荷聯(lián)合對稱法則，他們都因此而獲諾貝爾物理學獎。由于時間、宇稱和電荷作為1個整體被認為應當守恒，物理學家們曾料想說，時間在特定情況下會背背對稱性。歐洲核子中心的成果首次證實了這一料想。

評論：使人心潮澎湃的發(fā)現(xiàn)。

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