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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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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。。。
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...
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!!
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。
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
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”。
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!
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!!
XQD
9楼2014-06-26 16:28:12
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