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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 请高手科普一下“磁场可以破坏时间反演对称性”的概念
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yancj

金虫 (著名写手)

[求助] 请高手科普一下“磁场可以破坏时间反演对称性”的概念 已有4人参与

本人不是学物理的，工作涉及了一些磁场的问题，请高手指教一下在微观上该如何理解“磁场可以破坏时间反演对称性”。
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XQD
1楼 2014-06-18 16:19:43
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metaliium

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
leongoall: 金币+1, 既然应助，请认真回答！ 2014-06-19 03:51:04
yancj: 金币+2 2014-06-19 09:41:13
就是说现在电子只能朝一个方向转了，以前随便。。。
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2楼2014-06-19 01:58:56
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walk1997

金虫 (著名写手)
外行猜测：
1. 时间反演对称性是说体系的哈密顿量/拉式量在时间反演变换t->-t下不变。
比如经典的自由粒子，谐振子，库伦势下的粒子都是这样的
2. 电子在一个恒定外磁场下时，有相互作用B.\sigma
    我想外恒定磁场在时间反演下不变，但是\sigma在时间反演下变号了，
  因为\sigma和轨道角动量是一模一样的性质L=r*p, p=mv 经典的速度在时间反演下是变号的
  （v=dr/dt, r不变,t变反号）
3. 笼统地说磁场破坏时间反演对称性，感觉好像不合适
  难道其他非电子的体系也是这样么？  对光加个恒定外磁场 难道也破坏？
  也许凝聚态的人有更合理的解释...
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3楼2014-06-19 06:35:30
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yancj

金虫 (著名写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by walk1997 at 2014-06-19 06:35:30
外行猜测：
1. 时间反演对称性是说体系的哈密顿量/拉式量在时间反演变换t->-t下不变。
比如经典的自由粒子，谐振子，库伦势下的粒子都是这样的
2. 电子在一个恒定外磁场下时，有相互作用B.\sigma
    我想外 ...

非常感谢！！
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XQD
4楼2014-06-19 09:42:26
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viobug

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
yancj: 金币+2 2014-06-20 10:19:42
你思考一下洛伦兹力就明白了。时间反演对称物理上要求哈密顿量是实的。
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5楼2014-06-19 11:42:24
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hawkchai

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
yancj: 金币+2 2014-06-26 16:27:32
磁场可以看成环路电流的结果，在这种情况下，如果时间反演，电流的方向就会反转，磁场也会反转。所以磁场是破坏时间反演的
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6楼2014-06-21 08:56:48
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sksksp

新虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
yancj(华丽的飘过代发): 金币+3, 3q 2014-06-25 01:20:50
yancj: 金币+1 2014-06-26 16:30:05
考虑一个最简单的情形：
1. x-y平面，x<0区域（区域I）没有磁场，x>0区域(区域II)有沿着z方向的磁场；
2. 一个电子从区域I，进入区域II；进入点为A点(x=0,y=0)；电子在A点的速度大小为v，沿着+x方向；
3. 电子将受到洛伦兹力（高中物理），以B点(x=0,y=b)为进行圆周运动。
4. 电子将在C点(x=0,y=2b)，从区域II，返回至区域I；电子在C点的速度大小为v，沿着-x方向；
5. 在过程1-4中，电子的路线为A->B->C

6. 试想，电子在C点非常后悔，它想回到A点。
7. 于是，电子在C点立即掉头；速度大小不变，仍然为v；但是速度方向改为沿着+x方向；
8. 但是，电子再也不能回到A点了；它将以B'点（x=0,y=3b）为圆心做圆周运动，到达C'点(x=0,y=4b)。

“浪子回头金不换”。但是，现在，浪子想回头了，但是再也回不到当初美好的岁月了。原因，就是有了磁场。

“时间反演对称性”，就是一个质点的速度反向，能够回到原来出发的地方。

现在，有了磁场，电子的速度即使反向，却不能回到原来出发的地方。这就是“磁场可以破坏时间反演对称性”。
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7楼2014-06-21 10:55:18
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dgzhao

金虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by sksksp at 2014-06-21 10:55:18
考虑一个最简单的情形：
1. x-y平面，x<0区域（区域I）没有磁场，x>0区域(区域II)有沿着z方向的磁场；
2. 一个电子从区域I，进入区域II；进入点为A点(x=0,y=0)；电子在A点的速度大小为v，沿着+x方向；
3.  ...

讲得真好！深入浅出！
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牛顿第一定律：不给力就不停或不动；牛顿第二定律：给力就加速；牛顿第三定律：你给我力的同时，我也给你力
8楼2014-06-23 10:43:25
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yancj

金虫 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by hawkchai at 2014-06-21 08:56:48
磁场可以看成环路电流的结果，在这种情况下，如果时间反演，电流的方向就会反转，磁场也会反转。所以磁场是破坏时间反演的

非常感谢！！
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XQD
9楼2014-06-26 16:28:12
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