时间反演过程中可逆性佯谬的消除

按目前量子力学中的定义,微观过程在时间反演下保持不变的条件是系统的哈密顿量满足关系H*(x,-t)=H(x,t).证明了目前粒子物理学中电磁相互作用理论实际上不满足这个条件,由于至今的粒子物理实验都表明电磁相互作用在时间反演下是保持不变的,因此目前粒子物理学的时间反演变换理论必重建.作者提出一种更为合理的时间反演方案,按此方案,单一过程的电磁相互作用的跃迁几率对时间反演保持不变.但对非单一过程的宏观系统,由于各不同过程跃迁几率振幅的干涉效应,使得宏观过程时间反演的对称性被破坏,因此可以从根本上解决物理学上长期悬而未决的,孤立宏观系统演化过程不可逆但微观过程可逆的所谓可逆性佯谬问题.

电磁推迟相互作用与光的高阶受激辐射和吸收过程的时间反演对称性破坏

采用量子力学微扰论方法证明,尽管量子力学运动方程和辐射场与带电粒子的电磁相互作用Hamiltonian量在时间反演下保持不变,考虑到辐射场的推迟效应(多极矩效应)后,光的高阶受激辐射和受激吸收过程是破坏时间反演对称性的.产生时间反演对称性破坏的原因在于,束缚态原子不同能级间的跃迁要满足能量守恒关系,以及束缚态原子本身的某些特殊性质,导致某些跃迁子过程被禁戒或无法实现,从而使另外一些可实现的跃迁子过程的时间反演对称性被破坏.这些可实现的跃迁子过程就是实际观察到的物理过程,它们一般是不可逆的.时间反演对称性破坏也与束缚态原子在时间反演前后初始态的不对称有关,对于能级连续分布的非束缚态带电粒子与辐射场间的相互作用,就不存在这种时间反演对称性破坏.因此考虑辐射场的推迟效应和高阶修正后,光的受激辐射和受激吸收系数是不一样的,这种修正能为非平衡态激光物理学和非线性光学提供更为合理的理论基础.