[2967] Matter

Title Text:He was the first person to land a 900, which is especially impressive because pulling off a half-integer spin requires obeying Fermi-Dirac statistics.

Origin:https://xkcd.com/2967/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2967:_Matter

物质

他是第一个完成900度落地的人,这非常厉害,因为完成半整数圈的自旋需要遵守费米-狄拉克统计。

译注:托尼·霍克(Tony Hawk)是著名的滑板运动员。左脚在前(regular)、右脚在前(goofy)是滑板的站位术语。

https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2967

在滑板运动中,术语“goofy”指的是使用goofy站姿的滑板者,即滑板者的右脚在滑板前面,左脚在后面。这与大多数右撇子在踏上滑板时感到最自然的姿势正好相反。在这幅漫画中,著名职业滑板手托尼·霍克(Tony Hawk)以goofy脚位滑行,获得了物理学教授职位,并正在讲授粒子物理学中的反物质,反物质的电荷与对应的物质粒子相反,这些粒子在碰撞时会相互湮灭,释放出与它们的总质量成正比的能量。由于托尼·霍克没有物理学学位,[引文需要] 教授不准确或非常非标准的课程,例如这一点,可能是他在现实中获得教授职位的一个潜在陷阱。霍克也是296: 托尼·霍克的主题。

与自然界中其他“手性分布”(化学手性,或描述自然对称性的不对称的双峰统计的偏斜,称为homochirality)不同,“goofy脚位”的滑板者与使用标准站姿的人大致同等普遍。因此,这种类比间接提出了重子不对称性的问题,即观察到普通物质远比反物质普遍,因为在整个宇宙中几乎没有湮灭的证据。重子不对称性通常被认为是来自宇宙膨胀期间的波动,这些波动发生在大爆炸后10^-3到10^-2秒之间,尽管还有其他几种候选解释,其可伪证性各不相同。

标题文本将霍克描述为第一个“成功完成900度转体”的人,这意味着成功完成一个滑板特技,该特技包括两圈半的转动(900度,因为2.5 脳 360掳 = 900掳)。在物理学中,自旋是描述亚原子粒子的量子数(见1862:粒子属性),以其与经典物理学中角动量的模糊类似但关键的不同概念相关命名。遵循费米-狄拉克统计需要相关的粒子是费米子,这包括构成每个人身体和电化学状态的所有电子、质子和中子。费米子都有半整数(即… 鈥?陆, 鈥撀?陆, 1陆…)自旋量子数,其中确实包括2陆,但只有极其罕见的粒子具有5/2的自旋。然而,非常重要的是要记住,量子力学中的自旋并不是旋转,而是相应粒子在旋转时改变状态的速度。

虽然每个人(以及我们通常与之互动的几乎所有事物,除了光和宇宙射线)完全由费米子构成,但任何由偶数个费米子组成的复合粒子,包括整个原子及其原子核,都不是费米子,而是玻色子,玻色子不遵循费米-狄拉克统计。幸运的是,完成900并不要求遵循费米-狄拉克统计,因为由完全由玻色子原子构成的滑板者仍会在那些原子的轨道中拥有费米电子,因此仍会遵循更宏观且根本的泡利不相容原理。该原理赋予原子和分子(几乎完全是空的空间)有形的存在和物质形态,使我们能够握住物体、行走、用声音制造声波、利用物质的任何机械特性,并使足够熟练的滑板者能够完成900度转体。

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