“......矢量的規範玻色子?”


    聽到徐雲的這句話。


    原本就將注意力放在徐雲身上的趙忠堯等人,不由下意識的齊齊一愣,眼下浮現出了一抹茫然。


    這是啥意思?


    眾所周知。


    物理學中按照大分類劃分可以分出兩種基本粒子,也就是所謂的費米子和玻色子。


    其中費米子是遵循費米-狄拉克統計的粒子,包括電子、質子、中子等等。


    費米子有半整數自旋,符合泡利不相容原理,即同一量子態上不能有兩個或以上的費米子。


    玻色子則是遵循玻色-愛因斯坦統計的粒子,包括光子、w玻色子、z玻色子、希格斯玻色子等,它們是構成力的基本粒子。


    玻色子有整數自旋,不受泡利不相容原理的限製,多個玻色子可以處於同一量子態上。


    當然了。


    在如今這個物理學的早期時代,科學界對於這兩種粒子的認知還遠遠沒有後世那麽完善。


    其中費米子的了解相對要深一點,畢竟質子中子這些微粒已經被發現有些年了,甚至直接或者間接誕生過不少諾貝爾獎。


    但玻色子就要淺很多了。


    玻色子這個概念最早由狄拉克所提出,當時他為了紀念印度物理學者薩特延德拉·納特·玻色的貢獻,便給這種粒子取了個玻色子的名字。


    這個時代對玻色子最典型的認知就是光子,然後就僅此而已了。


    沒錯,後續就沒了。


    因此當徐雲提出了【帶著矢量的規範玻色子】後,趙忠堯等人非但沒有絲毫恍然大悟,反倒有些懵逼。


    過了片刻。


    趙忠堯與一旁的胡寧彼此對視了一眼,略微組織了一番語言,對徐雲問道:


    “小韓,你說的這矢量規範玻色子....到底是個啥意思?”


    “難道說除了矢量玻色子外,還有標量玻色子?”


    徐雲朝他點了點頭,肯定道:


    “沒錯。”


    趙忠堯頓時皺起了眉頭,不過他並沒有打斷徐雲的節奏。


    根據他過去這段與徐雲打交道所積累的經驗。


    徐雲這人雖然經常拋出一些語不驚人死不休的概念,但這些概念無論多麽超乎現有的認知,徐雲都會對它們做出一個比較詳盡的解釋,幾乎從未出現過拋概念但不給原理的情況。


    這也是為啥基地這麽多專家會這麽快接納徐雲的原因——搞理論的語出驚人不是啥大問題,隻要能給出合理的解釋就行。


    眼下這個時期儀器水平相當原始,理論學家基本上和古代的說客無異,能夠駁辯說服他人的就是頂尖的縱橫家。


    果不其然。


    徐雲這次也沒怎麽賣關子,而是很快拿起筆,在紙上寫下了一道公式;


    ds2=c2dt2??dx2??dy2??dz2=ημνdxμdxν。


    接著徐雲在這道公式下方畫了條線,對趙忠堯說道:


    “趙主任,這是一個標準的閔氏時空的線元,擁有一個rΛ4線性空間,配有號差為+2的閔氏度規ημν。”(誰能告訴我四次方搜狗怎麽打....)


    “如果我們做一個假設,即單粒子態的算符隻取決於延遲時刻的位置和速度,您能做出so(3)群的不可約幺正表示嗎?”


    “.......”


    趙忠堯聞言思考的了幾秒鍾,很快摸了摸下巴:


    “應該可以。”


    上輩子是洛倫茲的同學應該都知道。


    自由場情景下洛倫茲變換不改變場的形式,矩陣d決定了場的變換方式,所以隻要考慮群的性質就可以了。


    而w又是小群,對於有質量粒子場想要做出so(3)群的不可約幺正表示,隻要考慮右邊的湮滅算符就行。


    這種計算對於趙忠堯這樣的大佬來說並不算什麽難題,因此很快趙忠堯便寫下了對應的步驟:


    “先從動量算符入手,p^=??i??dd.....”


    “當湮滅算符作用在基態上時得到零,即a??ψa=0,因子??2??mw可以約掉......”


    “然後再做出無量綱化的共軛複振幅算符,它的時間演化就是乘上eiwt相位變化......”


    十多分鍾後。


    趙忠堯輕輕放下筆,露出了一道若有所思的表情:


    “咦....諧振子居然有兩個解析解?”


    隨後他又看向了一旁同時在計算的胡寧和朱洪元二人,問道:


    “老胡,洪元同誌,你們的結果呢?”


    胡寧朝他揚了揚手中的算紙:


    “我也是兩個解。”


    朱洪元的答案同樣簡潔:


    “我也是。”


    見此情形,老郭不由眯了眯眼睛。


    他所計算的是so(1)和so(3)群的粒子數算符,雖然前置條件是單粒子態的算符隻取決於延遲時刻的位置和速度,但這個假設其實和現實幾乎無異。


    而根據計算結果顯示。


    這個模型在數學上具備兩個解析解,對應的是量子所述的玻色子規範場。


    其中一個解析解對應的自旋為1,另一個解析解對應的自旋則為0。


    而自旋為零在場論中對應的便是.....


    標量概念。


    這其實很好理解。


    量子場論中使用的的自然單位進行計算,真空中的光速c=約化普朗克常數??=1,時空坐標x=(x??,x??,x??,x??)=(x,y,z,it)=(x,it),偏微分算符??=(????,????,????,????)=(??/??x,??/??y,??/??z,??/i??t)=(??,-i??t)=(▽,-i??/??t)


    狹義相對論的能量動量關係式是e??=p??+m??,讓能量e用能量算符i??/??t替換,動量p用動量算符??i▽替換,就可以得到-????/??t??=-▽??+m??,即▽??-????/??t??-m??=0


    讓它兩邊作用在波函數Ψ上得(????-m??)Ψ=0,這就是大名鼎鼎的克萊因-戈登場方程。


    算符????在洛倫茲變換下是四維標量,即??''??=????靜質量的平方m??是常數。


    要使克萊因-戈登場方程具有洛倫茲變換的協變,即將方程(????-m??)Ψ=0時空坐標進行洛倫茲變換後得到的(??''??-m??)Ψ''=0形式不變,唯一要求就是洛倫茲時空坐標變換後的波函數Ψ''=Ψ就達到目的了,這樣的場叫標量場。


    如果讓洛倫茲變換特殊一點,保持時間不變,而在空間中旋轉,這樣旋轉後的波函數Ψ''(x'',t)=exp(-is·α)Ψ(x,t)。


    這就是說在時間t不變的情況下,波函數Ψ(x,t)的空間坐標矢量x在角動量s方向旋轉無窮小α角後變成矢量x''。


    而波函數Ψ(x,t)變成exp(-is·α)Ψ(x,t)=Ψ''(x'',t),並且Ψ(x,t)=Ψ''(x'',t)。


    唯一的辦法就是讓自旋角動量s=0,這說明克萊因-戈登場方程描述的場粒子自旋為零。


    非常簡單,也非常好理解。


    換而言之.....


    玻色子確實如同徐雲所說的那樣,可以分成標量玻色子和矢量玻色子。


    “......”


    過了片刻。


    趙忠堯胸口微微起伏了兩下,整個人深吸一口氣,平複好心緒後繼續看向了王淦昌手中的第三方報告。


    如果考慮到矢量玻色子的影響......


    那顆強子的末態位異常就不難解釋了:


    強子也是一種典型的複合粒子,內部存在一種矢量規範玻色子的結構完全稱得上合理——這也是朱洪元他們歸納的‘元強子’的一種嘛。


    某種意義上來說,這個解釋甚至有點....索然無味?


    不過趙忠堯卻沒有因為這個索然無味的解釋而感到無趣,此時他的好奇心反倒出奇的有些旺盛:


    “小韓,你說的標量玻色子到底是個什麽情況?”


    上頭提及過。


    趙忠堯在徐雲引導下計算出來的解析解有兩個,分別對應矢量玻色子和標量玻色子。


    其中矢量玻色子雖然有些出乎趙忠堯現有的認知,但它本身卻屬於得知真相後可以理解的範疇。


    畢竟量子場論中有個概念叫做規範對稱性,也就是規範場論。


    規範場論的典型代表就是光子,也就是最少在電磁相互作用中是成立的。


    如今規範玻色子拓展到弱力或者強力,趨勢上還算正常。


    好比你平時追一本網絡小說,原本那個作者玩的都是實時的梗,發生事件不是今天就是昨天,大家都在調侃【緊跟時事沒有存稿】。


    結果某次突然發現作者玩的梗沒時效性了,發生的時間超過了三天,那麽讀者自然就會懷疑這個作者有了三天以上的存稿。


    而規範玻色子呢,就相當於作者承認自己手上有七天的稿子。


    這個時間跨度比三天要多,但趨勢性上倒也不難接受。


    但標量玻色子就有些超乎讀者們的邏輯接受範圍了——它就相當於作者說自己手上有二十萬存稿,讀者不吐槽電信詐騙都算是夠意思了......


    眼下的趙忠堯就屬於這麽個情況,他是真想不出一個每天四千字的作者是怎麽有二十萬稿子的.....


    不過他對麵的徐雲表情卻很平靜,在決定踹出這一jio後他便沒怎麽遲疑了:


    “趙主任,不知道您對玻色子的認知是怎麽樣的?”


    “我對玻色子的認知?”


    聽到徐雲的反問,趙忠堯先是微微一怔,旋即便答道:


    “當然是傳遞力的粒子了,類似於兩個人扔皮球,規範玻色子就是那個皮球。”


    徐雲輕輕點了點頭,沒有評價趙忠堯這番話的對與否,而是繼續說道:


    “既然如此....趙主任,您是否想過一個問題呢?”


    趙忠堯看了他一眼:


    “什麽問題?”


    徐雲豎起了一根手指:


    “力的傳遞有媒介...也就皮球,那麽丟皮球的人的質量....又是從哪裏來的?”


    “質量?”


    趙忠堯重複了一遍這個詞,數秒鍾後,整個人瞳孔頓時狠狠一縮!


    質量。


    這是粒子領域中一個很重要的屬性。


    在宏觀世界裏,所有的宏觀物體都是由原子構成的,原子是由原子核和核外電子構成的。


    相對於原子核的質量,電子的質量(0.511mev)可以是忽略不計的。


    所對於宏觀物質而言,它們的質量可以認為都集中在原子核上。


    但微觀領域卻不一樣。


    例如原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子構成的,質子和中子之內又有“元強子”,這些微粒之間力的傳遞已經有了相關描述,但質量的賦予機製卻依舊空白一片。


    而質量又不可能憑空出現,因此這種機製一直以來都是一個非常前沿的理論探討區間。


    不過遺憾的是無論國內還是國際上,都從未有人能夠拿出一套合理的解釋。


    但眼下看來.....


    徐雲引導趙忠堯推導出的這種標量玻色子,莫非就具備這種可能性?


    隨後徐雲想了想,雙手手掌在麵前比劃了一塊區域,說道:


    “趙主任,您應該知道,在相對論量子理論中,因為能量極高,所以粒子的產生和湮滅可認為是必然現象。”


    “這個現象導致了係統粒子數不守恒,因此引入了有無窮多自由度的場作為量子化的起點。”


    “當時考慮一種滿足相對論協變性的複標量場,於是便要求場的拉氏量盡可能簡單,也就是說複標量場乘以因子exp後其拉氏量不變。”


    “然後仿照愛因斯坦提出廣義相對論的思想,把拉氏量中的導數寫成協變導數,就得到了新拉氏量——這樣做的後果就是必然引入一個矢量場。”


    “這個矢量場在相應的規範限製下,最簡單的模型就是電磁場。”


    這一次,趙忠堯身邊的陸光達先一步點了點頭。


    徐雲的這番話他並不算陌生,當初他的好友楊振寧就是基於這個思路得到的楊米爾斯場。


    不過這個時代的楊米爾斯場和電磁場一樣沒有質量,不能描述短程相互作用。


    接著徐雲掃了眼陸光達,繼續說道:


    “眾所周知,楊米爾斯場存在有一個很大的弊端,那就是這個模型不存在質量——所以楊老...咳咳,楊振寧先生當初獲得諾獎的成就並非楊米爾斯場,而是宇稱不守恒。”


    “但另一方麵,如果引入某個全新的思路....楊米爾斯場卻可以成為一個非常完美的理論與數學基地。”


    徐雲話音剛落。


    陸光達便忍不住咽了口唾沫,迫不及待的問道:


    “什麽思路?”


    徐雲沉默了幾秒鍾:


    “考慮.....簡並真空。”


    .....


    注:


    明天開始加更,一直加到月底,平均每天要8374字,算起起來8400好說了....

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