Определение левого и правого независимо от человеческого тела?

Действительно, большинство примеров однозначной маркировки хиральных состояний основаны на наличии другого предварительно помеченного хирального объекта. Долгое время казалось, что «левый» и «правый» — совершенно взаимозаменяемые ярлыки. Эта симметрия известна как четность .

Однако оказывается, что есть фундаментальный способ отличить левых от правых ; паритет не соблюдается при определенных обстоятельствах. Очень хороший доклад на эту тему был сделан Ричардом Фейнманом. (См. также соответствующий текст .)

Подводя итог тому, что он говорит, рассмотрим бета-распад нейтрона:

$$n \to p + e^- + \bar{\nu}.$$ Экспериментально было замечено, что электрон всегда выходит с левовинтовым спином. То есть, если вы измерите проекцию его собственного квантово-механического вращения на ось, определяемую его направлением движения (с положительным направлением, указывающим вперед), то вы всегда получите $-\hbar/2$и никогда $+\hbar/2$. Это нарушение четности , открытое в 1957 г., в каком-то смысле максимально, когда задействовано слабое взаимодействие, хотя другие взаимодействия (например, электромагнетизм и гравитация) не проявляют признаков этого.

С этим нарушением вы можете определить свою правую руку как «ту, у которой, когда большой палец направлен назад по пути электрона, испускаемого при бета-распаде, пальцы сгибаются в направлении углового момента электрона».

После того, как было обнаружено, что четность не является истинной универсальной симметрией Вселенной, физики начали задаваться вопросом, возможно ли одновременно взять зеркальное отражение реального сценария и поменять местами заряды всех частиц (то есть поменять местами материю и антиматерию) и в конечном итоге с другим физически действительным сценарием. Это известно как СР-симметрия. Незадолго до того, как Фейнман прочитал эту лекцию, было обнаружено, что слабое взаимодействие также нарушает CP-симметрию . Это оставляет СРТ как нерушимую симметрию: если вы перевернете все заряды, посмотрите на зеркальное отражение и прокрутите фильм в обратном направлении, вы получите одинаково правдоподобный физический сценарий в каждом случае.

Назначение хиральности было произвольным, поскольку определение электрического заряда Беном Франклином было произвольным (и неудачным по сравнению с током). В качестве векторного векторного произведения в трехмерной декартовой сетке X × Y = Z определяет правую систему координат; X×Y = -Z левша. Рассмотрим силу Лоренца и рельсотроны (дополнительный кредит: где отдача?)

Можно сконструировать молекулу, которая является «совершенно» геометрически хиральной (J. Math. Phys. 40, 4587 (1999), Symmetry: Culture and Science 19 (4), 307 (2008)), но не может быть названа лево- или правосторонней. вручил. Показывают ли уравнения, порождающие ленту Мёбиуса, киральный поворот? Нарушения четности, нарушения симметрии, киральные аномалии, восстановление по Черну-Саймонсу действия Эйнштейна-Гильберта предполагают, что физика все еще может иметь недостатки в отношении киральности. физ. Rev. 104(1) 254 (1956), Phys. Rev. 105(4) 1413 (1957 г.) и Нобелевская премия в 1957 г. Такое же нарушение паритета было замечено и опровергнуто в 1928 г., PNAS 14(7) 544 (1928 г.).

(По часовой стрелке, поскольку направление вращения в северном полушарии можно проследить до солнечных часов и по часовой стрелке, а не против солнца.)

«Влево» и «Вправо» зависят от того, что впереди, а что вверху. Позволять$\vec f$быть вектором, указывающим вперед, и$\vec u$быть вектором, направленным вверх. Тогда "лево" - это направление, которое$\vec u \times \vec f$точек. Это векторное произведение, и на уроках элементарной математики/физики студентов часто учат, как оценивать его с помощью «правила правой руки», что может показаться так, будто оно вводит цикличность из-за ссылки на правую руку ( а не левша). Однако перекрестное произведение имеет совершенно естественное математическое определение, не связанное с анатомией человека. Сдача$\vec v = \sum_i _i \hat i$для любого вектора,

$$\vec u \times \vec f = \left| \begin{array}{ccc} \hat 1 & \hat 2 & \hat 3 \\ u_1 & u_2 & u_3 \\ f_1 & f_2 & f_3 \end{array} \right|$$