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研究揭示扩散系统反宇称时间对称性

管理后台维护:金菲英    发布日期:2019-04-18 10:13:41.0

本报讯(见习记者谷双双 记者陆琦)日前,华中科技大学物理学院副教授祝雪丰与美国斯坦福大学、新加坡国立大学合作,首次在热扩散系统中提出反宇称时间对称性,并证实其存在性。相关研究成果在线发表于《科学》。

祝雪丰告诉《中国科学报》:“对任意一个系统,物理学家通常倾向于优先研究它的对称性,与对称性研究相关的应用已经非常广泛,我们的工作就是首次尝试在扩散系统中研究反宇称时间对称性。”

研究人员发现,利用反宇称时间对称性有效抑制了波动或热场随着背景煤质运动的扩散,温度场分布会保持稳定。同时,把理论、模拟、实验结合在一起,通过观测温度场演化证明了反宇称时间对称性的理论性和可靠性。

“我们此前讨论了各种在反宇称时间对称性的实施方案,首次在实验上观测到了反宇称时间对称相破缺前后存在完全不同的物理现象。”祝雪丰说。

研究团队利用两个低热导率且存在热耦合的反向旋转的平行圆环开展实验,发现在相对较低的转速时,满足反宇称时间对称性条件,观测到稳定的热温度场分布,温度极大值位置不随着圆环的旋转而移动;在转速较高时,反宇称时间对称性破缺,观测到的温度场分布不再稳定,温度极大值位置会随时间快速移动。

“我们首次尝试在扩散系统中研究反宇称时间对称性,为耗散系统研究提供了全新的角度,也为对称性理论延伸到波动系统外的其他系统提供了很好的范例。”祝雪丰说。

相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/364/6436/170

《中国科学报》 (2019-04-18 第1版 要闻)