1 / 49

“It is increasingly clear that the symmetry group

Úvod k symetriám a ich význam. “It is increasingly clear that the symmetry group of nature is the deepest thing that we understand about nature today … And a ny symmetry principle is a principle of simplicity. “ Steven Weinberg

cameron-white
Download Presentation

“It is increasingly clear that the symmetry group

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Úvod k symetriám a ich význam “It is increasingly clear that the symmetry group of nature is the deepest thing that we understand about nature today … And any symmetry principle is a principle of simplicity.“ Steven Weinberg nositeľ Nobelovej ceny, 1979 (jednotný popis pre slabú a elektromagnetickú interakciu) 1

  2. Vysvetľovanie fyziky záhadná akčný detektívka film

  3. O čom bude prednáška? • Newton – Principia (Newtonove zákony) 1687 • (gravitačná interakcia) • Christian Huygens – Zákon zachovania hybnosti 1656 • Charles de Coulomb - 1784 (elektrická interakcia) 3

  4. O čom bude prednáška? • Albert Einstein – Princíp relativity 1905 • (Princíp ekvivalencie 1911) • Louis de Broglie – Dizertačná práca 1924 • (Schrödingerova rovnica 1926) 4

  5. Štandardný model (interakcia: silná, ale aj slabá) • Princíp nerozlíšiteľnosti – laser, supravodivosť, supratekutosť, svet okolo nás, aj my 5

  6. O čom bude prednáška - INAK • Byť dobrým matematikom, alebo fyzikom nie je mužská záležitosť (ktorá žena je najslávnejšou matematičkou?) • Čo je to symetria a kde sa s ňou stretávame, aký význam má pre fyziku. • Krátky výlet do Afrického Okla. • Vďaka symetrii vysvetlíme prečo má mačka • „7 životov“? • Ako a prečo vieme, že pri tancovaní nás riadi ľavá časť mozgu (ľavá hemisféra). • Ako vlastne fyzici popisujú mikrosvet alebo čierne diery 6

  7. Urýchľovače

  8. Urýchľovače

  9. Urýchľovače a časticová fyzika pre bežného človeka? Zrážka dvoch chumáčov protónov (2x100 miliárd protónov) Energia 1 protónu 7 TeV

  10. Urýchľovače Aké vzťahy, napr. pre energiu sú v prípade urýchľovačov

  11. Čierne diery, bieli trpaslíci, neutrónové hviezdy

  12. Čierne diery, bieli trpaslíci, neutrónové hviezdy Aké vzťahy napr. pre energiu sú v prípade čiernych dier?

  13. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 13

  14. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 14

  15. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 15

  16. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 16

  17. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 17

  18. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 18

  19. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 19

  20. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 20

  21. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 21

  22. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 22

  23. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 23

  24. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 24

  25. Symetria okolo nás alebočo je to symetria? 25

  26. Čo je to symetria? • Objekt je symetrický, ak ho možno podrobiť určitej operácii a po nej bude taký ako pôvodne • Môže byť fyzikálny zákon (FZ) symetrický? • Príklady symetrických operácií FZ: • Posun v čase • Posun v priestore • Rotácia o pevný uhol • Rovnomerný priamočiary pohyb

  27. Posun v priestore

  28. Posun v čase

  29. Pootočenie o pevný uhol

  30. Pootočenie o pevný uhol

  31. Rovnomerný priamočiary pohyb

  32. Rovnomerný priamočiary pohyb

  33. Emmy Noetherová (1882 – 1935) 33

  34. Každému zákonu zodpovedá určitá symetria Každej symetrii zodpovedá určitý zákon zachovania Noetherovej veta (teoréma)

  35. Priestor a čas – symetrie – ZZ • posun v čase ZZE • posun v priestore ZZH • rotácia o pevný uhol ZZMH • rovn. priamočiary pohybZZPŤ, princíp relativity, • teória relativity

  36. Posun v čase Zákon zachovania energie Pohybová energia Polohová energia Pokojová energia

  37. M M H MgH MgH-Mg´H M g´ g g´< g Posun v čase Pondelok Utorok

  38. Pootočenie o pevný uhol - ZZMH Zákon zachovania momentu hybnosti Poďme urobiť pokus!

  39. Posun v priestore • Namiesto Newtonových zákonov - princíp minimálnej akcie • alebo princíp lenivosti • (čierne diery, ale aj kvantové počítače) • Supermanom vo fyzike je Motionman • (priestoročasové diagramy, priestoročas, svetočiara) • Odvodenie zákona biliardu - zákona zachovania hybnosti zo symetrie – posunu v čase • alebo dôkaz Noetherovej vety • pomocou vzorca (a+b)2 = a2 + 2ab + b2

  40. Zákony zachovania - ZZ • nezávisia od tvaru trajektórie a od charakteru pôsobiacich síl, čo dovoľuje formulovať značne všeobecné a dôležité závery • môžu byť použité aj v tých prípadoch, kde sily nepoznáme • aj keď poznáme tvar zákona pôsobiacich síl, tak ZZ poskytujú často veľmi významnú pomoc pri analýze pohybu skúmaných objektov • ZZ sú úzko späté so symetriami. Odhalenie symetrie signalizuje existenciu ZZ

  41. Zákony zachovania

  42. Praktické využitie – Pozitrónová emisná tomografia PET scanner

  43. Pozitrónová emisná tomografia • Príprava markera – látky pomocou ktorej • budeme mapovať činnosť mozgu (alebo srdca, obličky, ciev)

  44. Pozitrónová emisná tomografia 2. VstreknutieFluorodeoxyglukózy do krvného obehu

  45. Pozitrónová emisná tomografia 3. Po 60-90 minutách – skenovaniehlavy pomocou PET Symetria posun v priestore - ZZH Symetria posun v čase - ZZE

  46. Pozitrónová emisná tomografia 3. Rekonštrukcia miesta reakcie pomocou PC

  47. Pozitrónová emisná tomografia

  48. Pozitrónová emisná tomografia

  49. ZA VAŠU POZORNOSŤ ĎAKUJE JOZEF HANČ Ústav fyzikálnych vied PF UPJŠ

More Related