Wir verwenden die Rechte-Hand-Regel bei der Berechnung des Drehmoments nicht, weil das die Richtung ist, in die das Drehmoment in der realen, physischen Welt zeigt, sondern weil es eine bequeme Möglichkeit ist, das "Vorzeichen" der Drehung und ihrer Achse anzugeben, und solange wir eine Koordinate auswählen System und halte dich daran, alles klappt.
Ich denke (ich könnte mich irren), wir verwenden die Rechte-Hand-Regel im Elektromagnetismus willkürlich, aber sie ist nur wegen der richtigen Kombination von Benjamin Franklins willkürlicher Wahl zur Bezeichnung des Stromflusses und der Art und Weise, wie unser Magnetfeld ausgerichtet war, sehr praktisch Zeit der Kongresswahl für Nord. Aber im Wesentlichen ist es willkürlich – wenn Benjamin Franklin den Stromfluss so gewählt hätte, dass er dem Fluss der Elektronen entspricht, würden wir entweder eine andere Wahl der Achsen verwenden oder sagen, dass das Magnetfeld negativ ist.
Was ich sagen will ist, dass ich nicht glaube, dass die Natur selbst in dieser Situation von Natur aus „rechtshändig“ ist.
Gibt es Fälle/Situationen in der Physik, in denen die Rechte-Hand-Regel und die Wahl der Koordinatenachsen nicht willkürlich sind, sondern der Natur selbst innewohnen? Wie so?
Nein, es ist wirklich willkürlich. Der Grund, warum wir heute die Rechte-Hand-Regel verwenden ( obwohl sie in der Vergangenheit möglicherweise aus anderen Gründen der Bequemlichkeit gewählt wurde), ist einfach, dass unser bevorzugtes Koordinatensystem rechtshändig ist. Mathematisch bedeutet dies, dass wir die Richtungen der Achsen so definieren, dass Sie zur Auswertung dieses Kreuzprodukts die Rechte-Hand-Regel anwenden müssen:
und alles fließt von dort.
Es wäre genauso gültig, ein linkshändiges Koordinatensystem zu definieren, in dem die -Achse zeigt in die andere Richtung. In diesem Koordinatensystem würden Sie die Linke-Hand-Regel verwenden, um Kreuzprodukte auszuwerten, aber die Physik würde immer noch auf die gleiche Weise funktionieren.
In dem Experiment, das die Paritätsverletzung entdeckte, stellten die Forscher fest, dass Myonen parallel (oder antiparallel, ich vergesse welche – aber es war das eine und nicht das andere) zum Drehimpuls zerfallender Kobaltkerne emittiert wurden. Wenn die Physik mit einem linkshändigen Koordinatensystem entwickelt worden wäre, hätten sie meiner Meinung nach das gegenteilige Ergebnis gefunden, da der Drehimpuls etwas ist, das wir mit der Rechtshandregel definieren - aber aus genau diesem Grund gibt es keine grundlegende Unterscheidung zwischen ein "paralleles" Ergebnis und ein "antiparalleles" Ergebnis. Die Richtung des Drehimpulses und damit das Wort, das wir für das Ergebnis des Kobaltzerfallsexperiments verwenden, ist ein Artefakt unseres Koordinatensystems.
Ich habe kürzlich in einem Buch ein theoretisches Gespräch zwischen einem Außerirdischen und einem Erdenbürger gelesen, in dem der Erdenbürger versucht hat zu erklären, welche Hand die rechte Hand (ohne Sichtkontakt) und welche die linke ist . Der Außerirdische müsste Experimente durchführen, um eine Referenz links oder rechts zu bestimmen. Es stellt sich heraus, nachdem ein ganzes Kapitel gezeigt hat, dass es nichts in der Natur gibt, das zwischen links und rechts unterscheidet, dass ein Experiment mit Beta-Zerfall und dem Spin von Neutrinos herauskam. Ich erinnere mich nicht mehr an die Details, aber anscheinend gibt es tief in den Eingeweiden des Standardmodells im Universum ein Links-Rechts-Gefühl, zumindest wenn es um subatomare Teilchen geht.
Wenn ich dieses Buch jetzt wieder in meiner Bibliothek finden könnte ... :-)
kennytm
Justin L.
Markus Eichenlaub
John Alexiou