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研究揭示擴散系統反宇稱時間對稱性

文章來源:谷雙雙 陸琦   發布時間:2019-04-18  【字號:     】  

  日前,華中科技大學物理學院副教授祝雪豐與美國斯坦福大學、新加坡國立大學合作,首次在熱擴散系統中提出反宇稱時間對稱性,并證實其存在性。相關研究成果在線發表于《科學》。

  祝雪豐告訴《中國科學報》:“對任意一個系統,物理學家通常傾向于優先研究它的對稱性,與對稱性研究相關的應用已經非常廣泛,我們的工作就是首次嘗試在擴散系統中研究反宇稱時間對稱性。”

  研究人員發現,利用反宇稱時間對稱性有效抑制了波動或熱場隨著背景煤質運動的擴散,溫度場分布會保持穩定。同時,把理論、模擬、實驗結合在一起,通過觀測溫度場演化證明了反宇稱時間對稱性的理論性和可靠性。

  “我們此前討論了各種在反宇稱時間對稱性的實施方案,首次在實驗上觀測到了反宇稱時間對稱相破缺前后存在完全不同的物理現象。”祝雪豐說。

  研究團隊利用兩個低熱導率且存在熱耦合的反向旋轉的平行圓環開展實驗,發現在相對較低的轉速時,滿足反宇稱時間對稱性條件,觀測到穩定的熱溫度場分布,溫度極大值位置不隨著圓環的旋轉而移動;在轉速較高時,反宇稱時間對稱性破缺,觀測到的溫度場分布不再穩定,溫度極大值位置會隨時間快速移動。

  “我們首次嘗試在擴散系統中研究反宇稱時間對稱性,為耗散系統研究提供了全新的角度,也為對稱性理論延伸到波動系統外的其他系統提供了很好的范例。”祝雪豐說。




(責任編輯:侯茜)

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