科学网

 找回密码
  注册
搜索
楼主: henryharry2

[建议] 原子核物理

[复制链接]
 楼主| 发表于 2013-2-18 11:14:47 | 显示全部楼层

远离稳定线核

temp.JPG
1.3 说明与远离稳定线核相关的某些现象的示意图。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-2-27 12:14:46 | 显示全部楼层

核子是个小黑洞吗

夸克禁闭是一种物理现象,描述夸克不会单独存在。由于强相互作用力,带色荷的夸克被限制和其他夸克在一起(两个或三个组成一个粒子),使得总色荷为零。夸克之间的作用力随着距离的增加而增加,因此而不能发现单独存在的夸克。
temp.gif
还可以从极矢量与轴矢量的对偶性来理解夸克禁闭,当实施一个Wick转动后,从闵可夫斯基空间转换到欧几里德空间,同时Wick定理变成了轴矢量场的产生与湮灭算符(看出来了吧,这是一种双Wick机制)。这时,夸克禁闭与核子是一个小黑洞实际上是等价的描述。也就是说,假如人们承认夸克和胶子是禁闭的,就必须承认核子是一个小黑洞。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-21 11:23:47 | 显示全部楼层

奇异量子数

当今物理学最大的谎言之一肯定是:黑洞会破坏轻子数和重子数守恒。
特Hooft和弦理论家们对这个谎言相当不满,Susskind所写的《黑洞战争》详细的记录了这一段历史。但弦理论家们只能像阿Q一样采用精神胜利法,原因是弦理论只能在普朗克尺度下起作用,提供不了现实的证据。
事实上盖尔曼-西岛关系已经提供了直接的证据,β衰变中的障碍因子是拓扑障碍因子则提供了另外一个证据。
假如:黑洞视界=瞬子。可以看出,如果核子是个小黑洞,那么又要保持轻子数和重子数守恒,奇异量子数便是唯一的选择,大自然只能让极矢量和轴矢量各带一半电荷。所以特Hooft认为η粒子由于吃进瞬子获得质量的看法有道理,事实上视界还会起到电荷的作用,μ子则是因为吃进了一个纯轴矢量视界而获得质量。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-23 10:19:58 | 显示全部楼层

轴矢量场的量子化

由庞加莱原理可得:地球+月亮=轴矢量ψψ*。可见,薛定谔认为mψψ*代表质量几率的看法并不完全正确。另外,从ρ=ψψ*可以看出来,我们可以将通过引力相互作用的物体都当成量子液滴,例如单从几率流守恒就可以看出行星环是一种量子引力的效应。

这也意味着,引力相互作用中的不变量不是牛顿引力方程中的M,而是gM。一方面从量纲分析可以得出这个结果,牛顿引力耦合常数与费米耦合常数的量纲是一样的,都是质量平方的倒数。通过将费米理论演变成Weinberg-Salam理论,耦合常数在电弱统一理论中变成了无量纲的。同样,通过引力场的量子表述,可以看出,引力的耦合常数也变成无量纲的。

无需到天文学中寻找证据,核子的半经典模型可以直接给出证据,可以从同位旋为轴矢量的正、负能态配对推导出Goldberger-Treiman关系,另外,还可以直接看出轴矢量场的手征对称性是如何自发破缺的,而这个问题是量子色动力学中著名的三大难题之一。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-24 10:07:40 | 显示全部楼层

质子自旋危机

质子有一个属性叫做自旋,这一量子物理量对应到我们日常生活中,就是人们更为熟悉的旋转。不过,质子自旋不同于陀螺自转,它决定着质子和其他粒子之间的磁相互作用,正是这一性质让磁共振成像技术(MRI)得以实现。
质子自旋的大小总是相同的,按归惯例被设定为1/2。为了理解这一点,你可以认为质子的自旋直接来源于构成质子的三个夸克:两个上夸克(每个自旋为1/2)和一个下夸克(自旋–1/2,因为它的自旋指向相反方向)。把这些夸克的自旋加在一起,就得到了质子自旋1/2。与此类似,中子自旋也可以通过类似方式相加得到(中子由一个上夸克和两个下夸克构成)。
不过,粒子加速器实验证明,上面这种简单的说法是错误的。20世纪80年代,物理学家用高能电子和其他粒子来撞击质子并反弹回来;这些粒子的偏转角指明了每个质子内部的自旋。这些实验证明,夸克自旋最多只占质子自旋的30%。为了解决这一“自旋危机”,物理学家开始检验其他可以产生自旋的因素,比如将压克粘在一起的胶子、夸克在质子内部的轨道运动,以及瞬间出现的虚夸克等。多亏了几年来的实验和计算,许多线索正变得越来越清晰,但物理学家仍然无法完全解释质子自旋从何而来。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-24 10:20:43 | 显示全部楼层

质子自旋之谜

质子是自旋为1/2的费米子,但是,于1988年,欧洲μ子共同研究(European Muon Collaboration)团队发现,质子的三个主要价夸克只贡献出总自旋的20-30%。自旋的其它部分是什么机制贡献出的,是由胶子,还是由持续不断地生成与湮灭中的海夸克对偶所贡献出的?

我们已经搞清楚质子的自旋从何而来了,原因同R危机如出一辙。根据流代数,夸克带有1/3电荷,这样就会出现R危机,通过添加颜色量子数可以解决R危机。现在我们回到盖尔曼的极矢量SU(3)×轴矢量SU(3)理论,很明显,通过引入颜色量子数解决了极矢量SU(3)群引入的R危机问题。那么,轴矢量的SU(3)群呢?

极矢量物理学家们不知道的是:轴矢量场是超对称的。夸克一方面服从牛顿-庞加莱统计,也服从量子MB统计,量子MB统计将流夸克质量(约几MeV)约化成组分夸克质量(几百MeV)从而给出夸克的自旋磁矩。但是牛顿-庞加莱统计与量子MB统计总是同时出现的,因此必须考虑牛顿-庞加莱统计的贡献,考虑牛顿-庞加莱统计后,3×30%恰好给出质子自旋。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-3-27 10:35:53 | 显示全部楼层

轴矢量场的规范等级

本章讨论含对称性自发破缺的引力理论及建立在这一理论基础上的量子宇宙模型。对称性自发破缺概念在物理学的许多领域都是很有成效的。在电弱统一理论中已经知道,费米弱耦合常数G[sub]F[/sub]是由真空自发破缺决定的,其中v表示Higgs场的真空期待值。爱因斯坦引力论中也含有一个耦合常数G[sub]N[/sub],他具有与G[sub]F[/sub]完全相同的量纲1/M平方。这一类似性使A. Zee把对称性自发破缺引入到引力理论中,提出了著名的诱导引力理论。
Weinberg-Salam理论从极矢量的角度解决了费米理论在高能区的坏行为,而量子引力论从轴矢量的角度解决了经典引力在高能区的坏行为。量子引力包含两个部分,相当于经典引力与一种规范引力的乘积,这样,在轴矢量量子场论中也有一个规范等级的问题,一种在大尺度上起作用的轴矢量场,一种在原子核范围内起作用的轴矢量场,这两种轴矢量场的作用强度相差了许多个量级,它们究竟是同一种场还是两种不同的轴矢量场?
解决轴矢量场的规范等级问题比超对称理论中解决极矢量场的规范等级问题容易。从公式:地球+月亮=ψψ*出发,可以通过调整耦合强度gM中的M来解决规范等级问题,假如M是一个黑洞的质量就可以了。于是可以得出结论,大尺度的轴矢量场(引力场)与小尺度的轴矢量场(核力场)必定在某个能量标度上统一,但这个能量标度到底在什么位置呢?似乎唯一的可能就是在黑洞的视界上。一方面,在其他位置上都会导致逻辑上不自洽;另一方面:黑洞视界=瞬子,得到了原子核物理实验证据的支持。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-4-1 14:33:44 | 显示全部楼层

爱因斯坦辐射

科学家们研究表明,所有地球上现有的天然放射性重元素(Z>83)都是不稳定的,有些放射性元素的原子核是某些半衰期相当长的放射性元素的原子核相继经过α,β衰变期后的产物,在自然界有三个互不相关的放射系,每个系各有一个半衰期极长的始祖元素,后随着人工铀的合成,又发现一个镎系,共有钍、镎、铀、锕四个放射系。
实际上,从轴矢量的角度看,α衰变是一种特殊的爱因斯坦辐射。爱因斯坦引力子的自旋为2,质量为零。而α粒子的极矢量自旋是零,质量不为零,轴矢量的自旋也是零,不是S波,而是自旋为0的D波。可以从扭量理论推导出这个结果,关键因素是轴矢量场总是正,负能态配对,这是彭罗斯没有考虑到的,因此扭量理论实际上是有可观测效应的。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-4-2 16:14:51 | 显示全部楼层

量子反常

反常分全局反常和局域反常。如果一个理论中有局域反常,那么这个反常对应的对称性就不是这个理论真正的对称性,为了保证理论的对称性我们需要这个理论中所有的局域反常相消。比如标准模型的规范对称性就是反常相消的。通常反常相消是一个量子理论自洽的必要条件。第一次弦革命可以说就是因为Schwarz与其合作者证明了10维超引力反常相消而引起的。对于计算反常最有名的工作也许是Witten与其合作者在上个世纪八十年代初在"gravitational anomaly"中作出的。他们使用Schwinger积分把所有的反常问题都归结成相应超对称量子力学问题。这一方法后来得到极大发展,不仅用来从物理上证明指标定理,而且最终发展到拓扑量子场论,及有名的Gopakuma-Vafa不变量。

其实反常有一个非常简单的解释,尽管极矢量物理称之为“轴矢量反常”,假如不按极矢量场的Poyting矢量定义宇称,而是从轴矢量的角度看待宇称,则两个LHC光子或者两个RHC光子恰好合成为一个自旋为0的爱因斯坦D波。这是因为在极矢量物理里,一切都是绝对的,而在轴矢量物理中,一切都是相对的,两个光子相对于它们的质心坐标螺旋恰好相反。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-4-3 09:32:57 | 显示全部楼层

原子核形状

根据对原子核电矩的精密测定推断,有些原子核内电荷的分布应为旋转椭球体,其长轴与短轴之比不大于5/4,有些原子核近似为球体。物理学家一直在寻找对称性和对称性破缺,从而揭示出基本的物理原理。最初,人们认为原子核是球形的,有着高度的对称性。后来实验发现原子核可以在很大程度上被拉长,甚至会像一支雪茄。
就像原子中的电子一样,原子核中的核子也倾向于两两配对并形成壳层结构。但是,在奇奇核中将剩下一个质子(奇质子)和一个中子(奇中子)不能成对。奇质子和奇中子分别在“核芯”外旋转。对于轴对称的原子核,奇质子、奇中子与核芯绕着共同的旋转轴(即对称轴)旋转,就像一个垂直定向的陀螺。但是,对于具有恰当质子数和中子数的三轴形变核,这两个独立的核子可以分别绕最短的和最长的主轴旋转,而“核芯”绕第三个主轴,即中等长度的主轴旋转。这三种转动的合成,就导致原子核的左手性和右手性:若奇质子和奇中子旋转方向保持不变,“核芯”顺时针方向旋转和逆时针方向旋转对应的状态不同,即三轴形变核具有手征性。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-4-9 13:04:48 | 显示全部楼层

从经典引力到量子引力

考虑地球和月亮之间的引力,用量子引力得到的结果与用牛顿引力计算的结果一致,但量子引力中有一个指向矢,是地球和月亮互相感应导致对称性自发破缺的结果,也就是说,量子引力中将出现拓扑量子数。

同样,考虑太阳引起的光线偏折,量子引力认为是量子干涉的结果,与用史瓦西度规计算的结果一致。但史瓦西度规是球对称的,而量子引力则隐含了对称性自发破缺。

不难证明,对称性自发破缺导致在黑洞的视界上产生一个宇宙拓扑的翻转变换。原子核β衰变中的超选择定则就是一种翻转变换,大自然在小尺度上模仿了大尺度上的结果。这证实我们的猜想是正确的:在黑洞的视界上引力场与弱相互作用对偶。问题是:这种对偶性意味着什么?
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-4-10 15:21:07 | 显示全部楼层

规范场理论

四维欧氏空间上的SU(2)丛中使作用量取最小值的联络被称为瞬子;它的曲率有一个简单的表达式,称为自对偶关系。从而瞬子是杨-Mills方程的自对偶解。当四维实数欧氏空间紧致化为四维球时,SU(2)丛除了一个同构外由一个拓扑量子数k(k是整数)决定。Atiyah、希钦和Singer证明,对于给定的拓扑量子数k>0,四维球上曲率自对偶的联络的集合(称为模或参数空间)是一个光滑流形,其维数是8k-3。用物理术语来说,这就是拓扑量子数大于零的瞬子空间的维数。
Atiyah和Ward注意到,自对偶的杨-Mills场可以很好地纳入彭罗斯的扭量方案。他们把求所有自对偶解的问题转化为代数几何问题:在复三维射影空间中全纯向量丛的分类问题。这个问题已由K.巴思(Barth)、G.霍罗克斯(Horrocks)等人非常接近地研究过了,用了他们的结果,可以最终地找出所有自对偶解。事实上,回到物理,这些数学结果可以翻译成物理学家感到满意的显式公式。
瞬子通过以下的结果表明它和爱因斯坦的关系;群SO(4)局部同构于SU(2)╳SU(2),所以四维黎曼流形M上的黎曼度量通过投影给出一个SU(2)丛的联络。依投影的方法而区分,M为爱因斯坦流形的充要条件是这些联络为自对偶或反自对偶。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-4-10 15:21:28 | 显示全部楼层

解的存在性与唯一性

SO(4)群的覆盖群是瞬子解用到的SU(2)╳SU(2)’群,要紧的是需要将对径点看成是同一个点,也就是将正、反粒子对称性换成轴矢量场的对合关系。我们需要指出的是,丛和联络这两个几何概念是非常简洁的,我们相信爱因斯坦会喜欢它们。包括弱和强相互作用在内的一个令人满意的统一场论是否能通过极矢量、轴矢量的统一规范场论做出?

在轴矢量场的量子理论里,极矢量场的正、反粒子对称性以及自伴算符转换成了轴矢量场的对合关系和正、负能态配对。轴矢量场的量子理论是一种同时包含了代数和几何的理论,与代数几何有着密切的关系。杨-Mills场和引力场都是非线性理论,轴矢量场的量子理论是一种线性理论,能否利用极矢量与轴矢量的对偶性将非线性理论彻底线性化呢?

从目前的情况看,至少对于杨-Mills场,答案是肯定的。单独考虑两个夸克的配对,它们的对合关系肯定是线性的,但核子中有大量的夸克,复杂性自然会显现出来。假如没有一个非常简洁的线性化策略,恐怕只有Atiyah、希钦和Singer等那样的代数几何专家才能够搞明白了,代数几何以难入门著称,据说Fields奖得主大部分都是代数几何方面的专家。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-4-10 15:21:55 | 显示全部楼层

解的存在性与唯一性

大自然很同情我们这种不那么了解代数几何的人。在我们的理论里,基本粒子相当有灵性,它们都“知道”如何相互协调共同感知和响应周围的世界。考虑一个小行星飞经地球附近,地球上的所有粒子都会共同协调并与这个小行星配对,也就是说,从轴矢量场的角度看,基本粒子都是层子,你无法分离出单个粒子的贡献,只能承认万物皆有灵。

这里反映了两个问题。一是轴矢量场的探测问题,宇宙中充满了牛顿引力子辐射和暗物质粒子(它们都是纯轴矢量粒子),物理学家们探测不到,但地球和木星很容易感受到它们。原因很简单,轴矢量场中的粒子总是集体行动的,地球和木星本身就是一个巨大的天线,而人类是无法制造出如此巨大的天线的。二是牛顿引力场是线性的,也就是说,地球和木星上的基本粒子确实自组织并且将引力场线性化了,否则这么多粒子的量子多体问题实在难解。

在微分几何中,对于一个微分流形,如果能够找到一个对合分布,那么问题有解,体现在量子理论中,对合分布就变成了对合自同构群。现在我们清楚开弦和闭弦的起源了,假如粒子自组织出来的对合自同构群是一条直线,就是开弦,一个例子是棒旋星系的星系棒。假如粒子们自组织出来的是一个圆圈,就构成闭弦,土星环是对合自同构群构成闭弦的一个例子。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2013-4-10 15:22:15 | 显示全部楼层

解的存在性与唯一性

对于基本粒子而言,情况更加乐观。夸克们确实会互相感应并且构成对合自同构群,这样才会有弦模型,我们看到,QCD与弦模型的关系类似于原子核物理中单粒子模型与集体模型之间的关系。利用代数几何中的预层算符,可以得出只要夸克携带有极矢量,夸克就是禁闭的。假如夸克不带有极矢量,就会解禁闭,变成轴矢量的自由夸克,也就是暗物质粒子。

轴矢量场的群都是隐含的群,通常最小的群是SU(2)群,在极矢量SU(2)╳轴矢量SU(2)群的情况下,则会有一个隐含的U(1)群,那是因为极矢量SU(2)和轴矢量SU(2)群共享了一个共同的U(1)群。我们看到,假如μ子因为吃进一个轴矢量瞬子而获得质量,η粒子吃进一个瞬子获得质量,那么Atiyah、希钦和Singer等人的理论对应的都是现实中的基本粒子。

我们看到,扭量理论这个原本从引力理论中派生出来的理论,现在成了对基本粒子分类的工具。这充分反映了轴矢量场的特征,存在一个大尺度上的轴矢量场(引力场)以及一个小尺度上的轴矢量场(核力场),假如你暂时忘记规范等级问题,这两个轴矢量场遵守一模一样的对称性和守恒定律。彭罗斯不知道的是,轴矢量场总是左、右手配对以及正、负能态配对的。这样我们知道,α粒子是一种量子化了的爱因斯坦流形,α粒子的四个顶点构成了爱因斯坦D-波的四个能隙节点。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2015-7-25 13:36:23 | 显示全部楼层
我们还发现了另一个与弦理论的联系,那就是拓扑翻转变换(镜像变换)。拓扑翻转变换可以让黑洞的质量变为零,据说这是弦理论最伟大的发现,之所以如此,可能是质量为零的黑洞用到了弦理论几乎所有的数学工作,这样通过一套理论就可以将弦理论的所有数学工具串联起来。
但是弦理论的这个伟大发现有具体对应的物理现象吗?用我们的方法立刻就能够在核物理中找到证据。中子和质子之间β衰变的超选择定则(超允许跃迁)便认为中子与质子之间具有镜像对称性,所以由中子到质子的β衰变其实就是一种拓扑翻转变换。对于镜像核,由于它们的波函数很相像,所以镜像核之间的β跃迁,其矩阵元最大,因而比较半衰期最小。凡母核与子核的波函数很相像的跃迁,称为超允许跃迁。当然,这意味着β衰变中,中子中的三个夸克与质子中的三个夸克之间存在镜像对称性,在β衰变的过程中三个夸克全部都在起作用,但Weinberg-Salam理论认为只有一个夸克起作用,另外两个夸克是无所事事的旁观者。
放出正电子的称为“正β衰变”,放出电子的称为“负β衰变”。在正β衰变中,核内的一个质子转变成中子,同时释放一个正电子和一个中微子;在负β衰变中,核内的一个中子转变为质子,同时释放一个电子和一个反中微子。此外电子俘获也是β衰变的一种,称为电子俘获β衰变。量子引力中,黑洞视界会将一个中微子转换为反中微子,我们在原子核的β衰变找到了证据。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2015-7-25 13:47:01 | 显示全部楼层
在长岛,大约离曼哈顿70英里,布鲁克海文国家实验室的核物理学家们正在用重原子核做撞击实验。相对论性重离子对撞机(RHIC)把金的原子核加速到接近光速——只要在它们碰撞的时候速度足够快。布鲁克海文的物理学家们对核武器或其他核技术并不太感兴趣。他们的动机纯粹出于好奇心——对于新的物理形式的特性的好奇。这些热的核物质的行为是怎样的?它们是气体?液体?它们会结合在一起,还是立刻蒸发变成分离的粒子?极高能粒子的粒子流会从中逃逸出来吗?

强子或原子核碰撞,产生出一堆夸克和胶子。起初时,在任何人都没有意识到QCD可能会与黑洞物理有关系的时候,QCD的专家们已经预计到碰撞所产生的能量,会以一团粒子气的形式再次出现,这团气体不遇到任何阻力,并快速地散开。但是他们所看到的则完全不同:能量凝结成团,看起来很像一团流体——称为热夸克汤。热夸克汤并不真是什么流体,它有一些令人惊讶的流动性质,与黑洞的视界极为相似。

所有的流体都具有黏滞性。黏滞性是一种作用在流体中,有相对滑动的各个层次之间典型的摩擦力。黏度是一个物理量,用来区别黏滞性很强的流体,如蜂蜜,与不太黏的流体,如水。黏度并不只是一个定性的概念。而对于每一种流体来说,有一个精确的数值测量被称为剪切黏度。

理论学家们一开始就用了一些标准的近似方法,并得出结论:热夸克汤具有很高的黏度。而最终结果却是它的黏度小得令人惊讶。除了一些了解弦论的核物理学家以及我们,每个人对此都感到很意外。根据对黏度的某种定量测量,热夸克汤是科学领域所知道的黏度最小的流体——要比水的黏度小很多。即使是超流体液氦(小黏度的前冠军)也要比它黏得多。

自然界中有什么东西,可以与热夸克汤的这种低黏度相匹敌呢?有,但是并不是一种通常流体。一个黑洞的视界在它被扰动时表现得也像一个流体。例如,一个小的黑洞掉进了一个大黑洞里面,大黑洞的视界上会产生一个临时的突起,类似于一滴蜂蜜,滴在一壶蜂蜜上面所产生的突起。这个视界上的突起就像在一个黏性流体一样传播。很久以前,黑洞物理学家们计算了视界的黏度,当转换成流体的语言时,它很轻松的击败了超流体氦。当弦论学家开始猜测黑洞和核碰撞之间的联系的时候,他们意识到所有东西中热夸克汤,是最类似于黑洞视界的东西。

相对论重离子对撞机的实验结果除了在弦理论家们预料之中外,也在我们的预料之中。用弦理论绕了一大圈解释这样的结果有点用大炮打蚊子的嫌疑,更何况假如真的有一个黑洞存在的话,黑洞肯定会把什么东西都吸进去。用我们的理论:黑洞视界 = 瞬子,也可以解释实验结果。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2015-7-30 08:25:53 | 显示全部楼层
经典引力是普适的,量子引力并不普适,一定要具体问题、具体分析。这并不意味着量子引力比经典引力简单。事实上,在小距离处(例如核力),按照费曼的说法:要多复杂就有多复杂。加上了动力学和热力学并协性之后的量子引力符合SO(4)对称性,在低能情况下才约化为牛顿引力的SO(3)对称性。黑洞的大麻烦不是理论方面的,而是实验物理学家们如何证实理论预言。按照广义相对论,黑洞的视界是个无限高的势垒。按照弦理论家的说法,黑洞的视界可能是个TeV膜。我认为,与原子核类似,黑洞内部的势垒应该介于直角势阱和谐振子势阱之间,可能是Woods-Saxon势,在边界上类似于TeV膜。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2015-8-7 11:06:14 | 显示全部楼层
看一下口袋模型的边界条件,它虽然满足了QCD色禁闭的要求,却在边界上破坏了QCD精神的第三个要求:手征对称性。这是口袋模型本身固有的性质。口袋内运动的夸克总要在口袋内壁发生反射,反射的结果是夸克的螺旋性反转,即由h= +1变为h= -1。因为反射只使夸克动量方向改变,并不改变其自旋方向,因而口袋模型的边界条件改变了夸克的手征性。此外,按照口袋模型的假设,夸克-胶子完全被禁闭在口袋内,两个口袋如果不接触或者重叠就没有相互作用。例如,两个核子之间就不可能有核力。这违背实验事实和已知的经验知识。
假如由视界完成夸克螺旋性的反转,那么上述的两个问题就都不是问题,视界自然地完成了夸克螺旋性的反转,相当于由边界上的无穷高势垒到周期性边界条件的平滑过渡。另一方面,视界的看法与强耦合理论是相容的,所以核力的产生也不是问题。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2015-8-8 07:41:59 | 显示全部楼层
历史上曾对赝标量场进行了许多研究。同位旋为1的赝标量场π,当把这个拉氏密度应用于ππ散射系统时,发现存在根本的弊病,手征对称性被破坏了,但是在拉氏密度中再添加同位旋为0的标量场σ后情况得到了改善。在这些标量粒子中,标量粒子σ的存在与否具有特殊的意义。因为它的存在将成为一个重要的模型—SU(2)线性σ模型的实验基础。SU(2)线性σ模型是为解释核子之间的相互作用而引入的。在这个模型中,除了一个标量σ粒子外,还有三个赝标量π介子。核子是通过它们发生相互作用的。当然,由于这个模型对解释低能核子—核子相互作用现象的能力有限以及σ粒子的存在性有疑问,这个模型很快就被非线性σ模型以及手征理论所取代。 尽管如此,人们还是对SU(2)线性σ模型进行了发展。
单玻色子交换模型(OBEP)取得了公认的成功。但是存在一个始终令人困扰的问题,就是σ介子的意义如何?一方面,它是OBEP理论中产生中程吸引所不可缺少的;另一方面,在大量的ππ散射实验中并未观测到质量约为550MeV并且共振宽度很窄的这种粒子。
当加入黑洞视界后,上述两个模型中令人困扰的σ介子的存在性得到解决。视界对于左手夸克和右手夸克的联合变换不变,左手夸克和右手夸克的联合变换相当于牛顿引力子的对称性,牛顿引力场是标量场,牛顿引力子是标量粒子。因此,标量场在强相互作用中是一种隐藏的对称性,并不需要真的存在σ介子。
另一方面,人们早就知道核力具有饱和性,QCD无法从微观机理推导出核力的饱和性;加入黑洞视界后,可以很容易推导出饱和性。左手夸克和右手夸克可以湮灭为自旋为0的牛顿引力子,但这要求左手夸克和右手夸克的飞行方向严格一致,这种湮灭几率是很小的,体现在核子尺度,核力必然具有饱和性。
从宏观上讲,黑洞视界与广义相对论的施瓦西解等价,可以解释已知的广义相对论的验证事实,例如水星轨道近日点的进动等。

在四极响应函数上,其中的低频激发反映了单粒子谱的简并性质。这种简并使原子核偏离球形对称而形成椭球形平衡形状(Jahn-Teller效应)。在非常偏离球形对称(鞍点形状)的势场中存在壳层结构效应。这些发展尖锐地提出了波动方程本征值谱强简并存在的一般条件是什么的问题。
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2017-11-24 22:52

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007-2017 中国科学报社

快速回复 返回顶部 返回列表