Riječnik

Odaberite jednu od ključnih riječi s lijeve strane ...

Preslikavanja i simetrijaSimetrija u fizici

Vrijeme čitanja: ~10 min

Do sada su sve simetrije koje smo gledali bile vizualne u nekom smislu: vidljivi likovi, slike ili obrasci. Zapravo, simetrija može biti puno širi pojam: otpornost na promjenu.

Na primjer, ako volite sok od jabuke onoliko koliko volite sok od naranče, onda je vaša preferencija "simetrična" za transformaciju koja zamjenjuje jabuke i naranče.

Godine 1915. njemački matematičar Emmy Noether primijetio je da nešto slično vrijedi za zakone prirode.

Na primjer, iskustvo nam govori da su zakoni fizike jednaki svuda u svemiru. Nije važno je li eksperiment proveden u Londonu, New Yorku ili na Marsu - zakoni fizike uvijek bi trebali biti isti. Na neki način oni imaju .

Slično tome, trebalo bi biti svejedno da provodimo li eksperiment dok smo okrenuti prema sjeveru, jugu, istoku ili zapadu: zakoni prirode imaju .

I na kraju, ne bi trebalo biti važno provodimo li eksperiment danas, sutra ili za godinu dana. Zakoni prirode su "vremenski simetrični".

F =GMmr2 F =GMmr2

Ove „simetrije“ mogu se u početku činiti potpuno besmislenima, ali zapravo nam mogu reći puno o svemiru. Emmy Noether uspio je dokazati da svaka simetrija odgovara određenoj fizičkoj veličini koju je očuvana.

Na primjer, vremenska simetrija podrazumijeva da se u našem svemiru mora očuvati Energija: energiju se može pretvariti iz jedne vrste u drugu (npr. svjetlost u električnu energiju), ali nikad se ne može stvoriti ili uništiti. Ukupna količina energije u svemiru uvijek će ostati konstantna.

CERN je najveći akcelerator čestica na svijetu. Znanstvenici sudaraju elementarne čestice pri nevjerojatnim brzinama kako bi naučili više o njihovim svojstvima. Za usporedbu veličine, vidite li osobu pri dnu fotografije?

The paths taken by particle fragments after a collision

Čini se da, poznajući simetriju, fizičari mogu izvesti većinu prirodnih zakona koji upravljaju našim svemirom - bez da ikada moraju raditi eksperiment ili opažati.

Simetrija čak može predvidjeti postojanje elementarnih čestica. Jedan od primjera je poznati Higgsov Bozon: teorijski fizičari predviđali su ga još 1960-ih, ali nisu ga uočili u stvarnom svijetu do 2012. godine.