La definición de izquierda y derecha independientes de un cuerpo humano?

Question

Es posible definir a la derecha y la izquierda independiente de la asimétrica cuerpo humano? Soy incapaz de pensar en una definición sin razonamiento circular.

Ejemplo:
Si usted está mirando hacia el este, su mano izquierda es la que apunta hacia el Norte. (Pero, ¿no hemos de definir el Norte como en el lado izquierdo, mientras que mirando hacia el Este?)

Otro ejemplo: Su corazón está en el lado izquierdo o el lado izquierdo definida por la posición del corazón.

Answer 1

De hecho, la mayoría de los ejemplos de etiquetado de forma inequívoca quirales estados caer de nuevo en tener otro pre-etiquetados quirales objeto en la mano. Durante mucho tiempo parecía como si la "izquierda" y "derecha" eran totalmente intercambiables etiquetas. Esta simetría se conoce como paridad.

Sin embargo, resulta que hay una manera de distinguir la izquierda de la derecha en una forma fundamental; la paridad no es respetado en ciertas circunstancias. Una muy buena charla sobre este tema fue impartido por Richard Feynman. (Véase también el correspondiente texto.)

Resumiendo lo que dice, considere la posibilidad de la desintegración beta de los neutrones: $$ n \to p + e^- + \bar{\nu}. $$ Experimentalmente se observó que los electrones siempre se sale con la izquierda hélice de giro. Es decir, si se mide la proyección de su intrínseca de la mecánica cuántica girar en el eje definido por la dirección de su movimiento (con la dirección positiva hacia el futuro), entonces usted siempre obtendrá $-\hbar/2$ y nunca $+\hbar/2$. Esta violación de la paridad, descubierto en 1957, en cierto sentido, es máxima cuando la fuerza débil, aunque otras interacciones (por ejemplo, el electromagnetismo y la gravedad) no muestran ningún signo de ello.

Con esta violación, usted puede definir su mano derecha como "el que, cuando el pulgar apunta hacia atrás a lo largo de la trayectoria de un electrón emitido en la desintegración beta, tiene los dedos de curling en la dirección del momento angular del electrón."

Después de que se descubrió que la paridad no es una verdad universal, de la simetría del universo, los físicos empezaron a preguntarse si tal vez uno podría tomar la imagen en el espejo de un escenario actual y voltear los cargos en todas las partículas (es decir, de intercambio de materia y antimateria) y terminan con otro físicamente válido escenario. Esto es conocido como CP-simetría. Poco antes de Feynman dio esa conferencia, se descubrió que la fuerza débil también violado CP-simetría. Esto deja CPT como la inviolabilidad de la simetría: Si usted mueve de un tirón todos los cargos, mira una imagen en el espejo, y ejecutar la película hacia atrás, se obtiene una igualmente plausibles física escenario en cada caso.

Answer 2

La quiralidad de la asignación fue arbitraria como la carga eléctrica de la asignación por Ben Franklin fue arbitraria (y lamentable frente a la corriente). Como un vector de la cruz-producto en 3-D sistema de coordenadas Cartesiano X×Y = Z define un derecho-sistema de coordenadas de mano; X×Y = -Z es zurdo. Considerar la fuerza de Lorentz y armas (crédito extra: ¿dónde está el retroceso?)

Uno puede diseñar una molécula que es "perfectamente" geométricamente quirales (J. Math. Phys. 40, 4587 (1999), la Simetría: la Cultura y la Ciencia 19(4), 307 (2008)) pero no puede ser nombrado a la izquierda o la derecha. Hacer ecuaciones de la generación de una banda de Möbius mostrar un quirales twist? La paridad violaciones, rupturas de simetría, quirales anomalías, de Chern-Simons reparación de acción de Einstein-Hilbert sugieren la física todavía puede estar defectuoso hacia la quiralidad. Phys. Apo. 104(1) 254 (1956), Phys. Apo. 105(4) 1413 (1957), y un Premio Nobel en 1957. La misma paridad violación fue observado - y negó - en 1928, PNAS 14(7) 544 (1928).

(Las agujas del reloj como en sentido de la rotación en el hemisferio norte podría ser detectable a los relojes de sol y deosil frente a widdershins.)

Answer 3

"Izquierda" y "Derecha" dependen de lo que está delante y lo que está arriba. Deje $\vec f$ ser un vector que apunta hacia delante, y se $\vec u$ ser un vector que apunta hacia arriba. A continuación, la "izquierda" es la dirección que $\vec u \times \vec f$ puntos. Este es un producto cruzado, y en primaria de matemáticas / física de los estudiantes a menudo se les enseña cómo evaluar a través de "la mano derecha de la regla, lo cual podría parecer que introduce la circularidad debido a la referencia a la derecha (en lugar de la mano izquierda). Sin embargo, el producto resultante tiene un modo perfectamente natural definición matemática que no hace referencia a la anatomía humana. Dejando $\vec v = \sum_i _i \hat i$ para cualquier vector,

$$ \vec u \times \vec f = \left| \begin{array}{ccc} \hat 1 & \hat 2 & \hat 3 \\ u_1 & u_2 & u_3 \\ f_1 & f_2 & f_3 \end{array} \right| $$