《科學家證實存在梨形原子核，暗示時間的不可逆性！》這新聞是真是假？如果真的，請解釋時間的問題。

01-28

2013年，CERN的物理學家對同位素氡220和鐳224的觀測發現，鐳224原子核是梨形。發表在《Physical Review Letters》期刊上的第二項研究（預印本）確認了梨形原子核的存在，物理學家發現同位素鋇144的原子核也是非對稱的梨形（或叫八極形變）。這項發現挑戰了某些物理學基本理論，有助於解釋為什麼宇宙中的物質遠遠超過反物質，以及為什麼時間無法倒流。
在這之前，原子核被認為只有三種形狀：球形，鐵餅形，或橄欖球形。這些形狀都是對稱性的。物理學的大部分理論都是基於對稱性。非對稱八極形變原子核的存在暗示了時間方向的唯一性，時間反演對稱性的破缺，時間旅行可能永遠無法實現。

應該是某種CP對稱破缺效應吧，這種破缺在標準模型中也存在，如何影響原子核形狀我就不知道了。它對應的是時間反演對稱性破缺，這也不是什麼新鮮事，更不是說時間可以倒流，倒是可以描述為「微觀時間箭頭是存在的」。

看到上面的回答沒一個靠譜的，怒答！

首先獻出結論：梨形原子核和時間倒流一點關係都沒有。媒體還是想在搞個大新聞，出現了各種偏差卻從來都不負責。

鄙人研究生論文就是做的「梨」型原子核實驗研究。

在物理上，我們通過球諧函數來描述原子核的形狀。

對於大多數原子核，一般具有軸對稱和反射對稱（即坐標系中(x,y,z)對應於(-x,-y,-z)的關係稱之為反射關係）的特性，如下圖（摘自[1]）中的(a)球形、(b)扁橢圓、(c)長橢圓。

反射不對稱的八極形變的原子核即是λ=3的情形，這些原子核看起來會像「梨」形(μ = 0，即上圖d)，「香蕉」(μ = 1)或是「花生」(μ = 2,3)的形狀。雖然這些形狀並不都存在於原子核中，但是大量的理論和實驗已證實，在許多核區原子核有著穩定八極形變或是處於非穩定的八極振動。如題主提到的那篇prl和參考文獻3都是直接測量躍遷矩陣元得到的結論，當然也有鄙人通過間接證據得出八極關聯的文章，感興趣的話可以看參考文獻4。

總之，答主想說這不是一個大新聞，理論界在很早之前已經對此有很好的預測了，具體可以看查看文獻2的那一篇90年代發表在RMP上的綜述。而實驗上直接測量的證據卻較少，只要作出了相關工作都發在了nature或是PRL上面。（順帶說一句，原子核物理想發nature真的是很難很難，比隔壁凝聚態/材料難多了，2000年後我只見過兩篇文章。）

由於反射不對稱的特性，對於八極形變的原子核組成的量子體系，諸如宇稱(P)等物理量不再是一個好的量子數（通俗一點就是不再守恆了），電荷-宇稱(CP)聯合破缺了。根據前面有人提及的CPT理論，CP聯合破缺等價於時間反演對稱性(T)破缺，感覺在這裡就被記者們理解成時間倒流了。（這裡再補充一點，時間反演對稱性就是對於一個物理量H，有H(t)=H(-t)，難道這就是新聞中的時間倒流了？WTF！舉個例子，隨便設置一個時刻為t=0，H(-t)和H(t)大概就相當於五秒前的狀態和五秒後的狀態，兩個狀態一樣，這和時間倒流有啥關係？！）。

由於八極的一些運動特性運動，八極形變的奇質量數原子核的Schiff矩被顯著增強。而CP破缺的八極形變原子核，Schiff矩直接產生了原子電偶極矩(EDM)。若是測量到原子非零永久電偶極矩，則意味著時間反演對稱性(T)破缺，即違背了粒子物理標準模型。由於原子核八極形變會引起非零EDM放大，從而有利於EDM測量。研究原子核八極關聯，將有助於超出標準模型的新物理的發現。

所以「梨」型原子核的發現並不意味著物理的基本理論被打破，只是通過「梨」型原子核，我們可能測量到一些超出基本物理理論的新物理，當然，這個新物理跟時間旅行/時間倒流一點關係都沒有。

附：我知道對於這種超冷超晦澀的話題，即使認真寫了這麼久，估計也不會有人贊。微笑臉。

參考文獻

[1] C. J. Kim Lister, Jonathan Butterworth, Nuclear physics: Exotic pear-shaped

nuclei, Nature, 2013, 497, 190–191.

[2] P. A. Butler, W. Nazarewicz, Intrinsic reflection asymmetry in atomic nuclei,

Reviews of Modern Physics, 1996, 68, 349.

[3] B. Bucher, S. Zhu, C. Y. Wu, R. V. F. Janssens, D. Cline, A. B. Hayes, M. Al-

bers, A. D. Ayangeakaa, P. A. Butler, C. M. Campbell, et al., Direct Evidence

of Octupole Deformation in Neutron-Rich 144Ba, Physical Review Letters,

2016, 116, 112503.

[4] Chen, X. C., Zhao, J., Xu, C., Hua, H., Shneidman, T. M., Zhou, S. G., et al. (2016). Evolution of octupole correlations in 123Ba. Physical Review C, 94, 021301(R) (2016).

[5] J Dobaczewski, J Engel, Nuclear Time-Reversal Violation and the Schiff Mo-

ment of 225Ra, Physical review letters, 2005, 94, 232502.

[6] V. V. Flambaum, J. S. M. Ginges, Nuclear schiff moment and time-invariance

violation in atoms, Physical Review A, 2002, 65, 032113.

實在不能同意「實驗證明了原子核體系cp破缺」這一論點。從實驗方面來看，目前人們只在beta衰變中看到了原子核體系的對稱性破缺，與形變沒半毛錢關係。

說「原子核梨形形變破壞空間對稱性」的純屬炒作，這種對稱性破缺只存在於模型依賴的「本體坐標系」中，在實驗上根本沒有直接的證據。如要證明請用EDM說話。

最近在某些論文中頻繁出現了「intrisic electric dipole moment」這一詞眼，試圖與對稱性破缺掛鉤，炒作嚴重，簡直無恥！

------------------------ 原答案 ------------------------

利益相關。

原子核結構理論中所說的形變(例如四極形變、八極形變、十六極形變等)特指"本體坐標系"下的形變，是一種模型假設。這類模型有一個"奇葩"的特性就是形變的原子核角動量不守恆，八極形變的原子核宇稱不守恆。在我看來這都屬於模型的缺陷，不是真正的物理。。。不過anyway，很多核結構模型甚至連核子數都不守恆。。。

後來發展的比較先進的模型計算會把"本體坐標系"變換到"實驗室坐標系"，儘力恢復角動量守恆，宇稱守恆和粒子數守恆。

回到這篇文章本身，我覺得包裝的成份比較重，大家都想努力搞一個大新聞啊。

如果時間可逆，那麼你的未來也已經是被註定好的了，神已經寫好你的人生劇本，你為什麼不去信神？

時間可逆完全就是偽科學迷信嘛。

既然你們相信時間可逆，那就時間旅行逆回去看2013年我穿女裝的時候啊。

實在是懶得去找論文來看了，乾脆開腦洞匿名瞎說兩句吧：

其實時間反演對稱性的破缺是老早之前的事了。在發現了自然界宇稱P破缺之後，很快就發現了CP聯合破缺，這是由於在CKM矩陣裡面有一個非零的相位得到的，這個相位對應一個CP破壞相角。

由於一個叫做CPT定理的東西，可以認為（假設定域性成立）時間反演對稱性T也是破缺的，CP破缺和T破缺幾乎可以被認為是一回事。

再說到宇宙學中的正反物質不對稱性，物理學家發展出來一套理論解釋正反物質不對稱，這個理論有幾個要求（印象中是暴漲、CP和P破壞，重子數或輕子數不守恆），其中有一個就是CP破壞要足夠大。而依照現在標準模型的CP破壞效應，還遠遠達不到現在宇宙的正反物質不對稱程度，因此一個思路就是尋找新的可能產生CP破壞的效應，來補足這個缺失。

既然要找未知的效應，當然就要在現在科學無法覆蓋到的地方尋找，強相互作用的色禁閉和非微擾性就是一個暫時不能被完全理解的課題，因此如果發現在強相互作用中會產生新的CP破壞，那自然是所有人都願意看到的事情。

這篇文章提到了原子核，它幾乎是被強相互作用給粘在一起的，發現原子核的T破壞很有可能會帶來新的CP破壞效應，這個效應能否解釋正反物質不對稱呢？沒人知道。

新聞應該是真的。論文里說，以前都是間接證據，這一次是直接測量，實驗結果比理論值大（意味著形狀不對稱）。

這個實驗說明形狀不對稱，我是不是可以理解為「空間不對稱」？如果是的話，我覺得這個實驗也僅僅說明物理現象在空間上是不對稱的----和時間箭頭沒有關係。

（當年楊振寧提出的「宇稱不守恆」不也是指的物理現象在空間上不對稱嗎？這兩者之間--除了實驗對象一個是電磁場、一個是原子核之外--有什麼深層次的區別嗎？）

對於時間箭頭，如果有生之年能看到能解釋它的理論就很欣慰了。不過你可以先看看這個如何理解時間？ - 張思平的回答

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物理學的大部分理論（包括其使用的數學理論）都是基於對稱性，而時間箭頭意味著非對稱，所以無法解釋之。所以得先發展出能處理「非對稱「的數學理論----對於這方面，我不曉得現在有哪些理論，也求高人解答。

我覺得時間穿越根本不可能，因為時間其實是人類自己創造的一個概念，時間本身是不存在的！不過我也希望將來有被打臉的一天。

新聞標題里的時間不可逆性是指 CPT守恆而CP破壞-&>即T破壞時間反演不變被破壞和正反物質不對稱有很大的關係

而且CP破壞在別的實驗里早就已經測到過了

然而和時間旅行半毛錢關係都沒有

你們吶，不要老想搞個大新聞，還是要學習一個，提高自己的姿勢水平，我真的是替你們拙計呀！

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不過梨形原子核的cp破壞好像和強cp問題有關....如果是那樣的話那還是意義挺重大的

利益相關！

本人幹了很多見不得光的事情。萬一時間真能倒逆，我的這些事情，或者說我一生的一舉一動，乃至打炮撒尿，都會被後人監視！不但被監視，還隨時被人倒回去核查，完全曝光有沒有！太尷尬太可怕了！我想不光是我，世界上的所有歷史，都將因為時間可以倒逆而受到重新審視，這將造成很多顛覆。所以，聽到不可倒逆的消息，我是高興的！

時間的實質是物質運動的一個刻度。不管宏觀物質及微觀，都不存在運動的可逆性。從微觀上觀察，同樣一顆樹讓它花開花落無限次，也長不出一模一樣決對相同的兩片葉子。所以時間可逆，時光倒流那是夢話。

程序員來胡扯：

介面要求：CPT對稱，

實現：#@(:/"#^]|€{+?=燙燙燙

會不會CPT對稱本來就只是一種信念呢，人對於對稱往往過於執著。

作為一個外行，一直有個問題：

構建大一統理論時為什麼還要引入自旋，手性，時間箭頭這些非常瑣碎又微觀的概念？

今天在CERN聽報告正好聽到說這事，報告的slide在CERN summer school的主頁上，就不發鏈接了。

首先，時間反演不變不是說時間能不能逆流的問題，正反K介子轉換過程也早就直接證明T破壞了。

其次，八極矩主要還是檢驗核模型和找permanent electricdipole moments。至於新聞里說的，反正聽報告的時候一句都沒提。

假的！Ra224原子核形狀呈梨形，上個世紀五十年代就證明了！和什麼時間沒關係，偽科學而已！