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楼主: henryharry2

[建议] 电弱统一理论

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 楼主| 发表于 2016-2-23 05:09:07 | 显示全部楼层

超新星SN 1987A

同样的观测不单在地球上进行,当天文学家观测超新星SN 1987A的中微子爆发时,世界各地有三台中微子探测器各自探测到5到11个中微子。有趣的是:这些探测器是在SN 1987A爆发的光线来到地球之前3小时侦测到的。对于这个现象,当时科学家把它解说为因为“中微子于超新星爆发时比可见光更早被发射出来,而不是中微子比光速快”。
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 楼主| 发表于 2016-2-25 04:49:25 | 显示全部楼层

中微子没有质量

2011年9月,位于意大利格兰萨索国家实验室(LNGS)的OPERA实验宣布观测结果,并刊登于英国《自然》杂志。研究人员发现,中微子的移动速度比光速还快。根据这项对μ子中微子的研究,发现当平均能级达到17 GeV的μ子中微子从CERN走到LNGS,所需的时间比光子在真空移动的速度还要快60.7纳秒,即以光速的1.0000248倍运行,是实验的标准差10纳秒的六倍,“比光速快6公里”,是非常显著的差异。
如果此结果确定证实的话,必然会在物理学界引起极大轰动。其中一方的说法是,如果真的有如此大的差异,从超新星飞来的中微子应该早到数年而不是数小时。另一方面,如果中微子稍有质量,SN 1987A飞来的中微子应该比光子晚到数年,可见我们的看法是正确的,中微子没有质量,中微子缺失案应当从量子引力上找原因而不是在中微子的质量上找原因。
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 楼主| 发表于 2016-2-26 06:30:48 | 显示全部楼层

和标准模型相容

1998年6月,日、美国际合作组的超神冈地下实验:在395例中微子事件中,自天而降的事例几乎是从地底下到达的事例数的两倍。这一现象被解释为μ子中微子向电子中微子的振荡。μ子与其他介子十分不同,例如它衰变时会放出一对中微子和反中微子,而非如其他介子般放出二者其一。
在量子引力里:黑洞视界= 瞬子。当然这个视界是规范视界,只有在黑洞的视界上才和真实的视界重合。利用视界可以解释水星近日点的轨道进动现象,所以广义相对论的几大验证,用量子引力都可以解释。
视界也可以解释中微子振荡现象,视界上会经历一个拓扑翻转变换,经过两个拓扑翻转变换后,电子中微子就会转化成μ子中微子,这从μ子的衰变产物可以看出来,一对中微子和反中微子相当于两次拓扑翻转变换。
注意在中微子振荡过程中,电子中微子和μ子中微子保持零质量,但是地球有质量。标准模型是需要扩展,但假设中微子有质量等于全盘否定了标准模型,而量子引力的解释和标准模型是相容的。自从Dirac提出了他的真空概念后,许多人便喜欢拿着鸡毛当令箭,明知道量子场论“脑筋不正常”,仍然钻牛角尖。Dirac本人对量子场论就十分不满,我们需要强调的是,中微子之所以会振荡,是因为穿越了地球、通过了地球的引力场,而地球是有质量的,与真空无关。
看来非常有必要强调一下有“物理学的良心”和“上帝的鞭子”称号的泡利说的话:“我不相信Dirac真空,即使发现了反粒子,我仍然不相信。”
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 楼主| 发表于 2016-2-26 10:43:48 | 显示全部楼层

意义重大的问题

在SU(3)超多重态内部,同位旋多重态并不是简并的。(Ne'eman)猜测可能有一种相互作用引起了幺正对称的破缺,而这种相互作用也许就是引起神秘的μ-e质量差的原因。利用强相互作用的哈密顿量分成两部分的办法来表示“破缺”对称性是方便的。H(中强)是引起对称性破缺(例如质量差)的原因。
ε是度量这种对称性破缺的参数,ε~ Δm/m ~0.15。在精确的SU(3)对称极限下,奇异粒子和非奇异粒子之间没有差别,因此,ΔS=0和|ΔS| =1过程之间也没有差别。于是,Cabibbo角θ是不可测量的。正是对称破缺的“中强”相互作用区分了不同奇异数的同位旋多重态。在这个意义上,角度θ更多地起因于强相互作用,而不是弱相互作用。Cabibbo角的由来是个意义重大的问题,至今尚未解决。其中一个困难是,这个角度必定起因于强相互作用和弱相互作用的相互影响。
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 楼主| 发表于 2016-2-26 11:00:32 | 显示全部楼层

Cabibbo角的物理意义

量子引力给出了Cabibbo角的正确解释。(反)电子型中微子+μ子型中微子是黑洞视界的典型特征,电子吃进一个黑洞视界变成了μ子。特Hooft认为正是有了瞬子,η粒子才有了质量;而在我们的理论中:黑洞视界=瞬子。
由于量子引力直接讨论的是视界,因此引力并不弱。可以证明广义相对论是量子引力的低能极限,我们这里并没有给出证明,留给高手们去解决。
在黑洞的视界上,引力和弱相互作用对偶,而弱相互作用是区分左手螺旋和右手螺旋性的。在黑洞内部,左手夸克和右手夸克必定是都存在的,尽管拓扑翻转变换将左手夸克变换成右手夸克,同时将右手夸克变换成左手夸克;但拓扑翻转变换对于左手夸克和右手夸克的联合变换是不变的,这就是Cabibbo角的物理意义。尽管如此,拓扑翻转变换确实会影响重子的质量,所以SU(3)对称性是破缺的。
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 楼主| 发表于 2016-3-15 05:23:50 | 显示全部楼层

双光子道探测Higgs粒子

比如双光子道探测Higgs粒子,我们使用没有Higgs粒子的模型,算一遍本底的的不变质量分布,然后使用有Higgs的模型,算一遍信号的不变质量分布,然后做实验,根据实验数据进行数据分析,“重构”硬散射过程,然后用双光子的不变质量分布,验证是否有Higgs,还是没有。说起来就一句话,但里面的工作是非常非常艰苦的。为什么要用末态双光子道?
因为强子对撞机里其背景很低但其实也不低,很多都不是树图阶的过程,算起来非常繁琐。这个背景在数据分析里非常关键。大部分Higgs的衰变道,QCD的背景(不用管这是什么,你可以把它看成是噪音)都把信号淹没的一塌糊涂,这就好比,你用一个水泥塔测量水位,只有水泥塔最高刻度在水位之上,我们可以看到真实的水位,如果水都淹没了水泥塔,甚至水位比水泥塔最大示数高了几个数量级,虽然水泥塔还在,我们却看不到。“算一遍本底”,这句话好像很简单,但真要计算是非常复杂的,这里面的本底来源五花八门,在精确模拟中,甚至要模拟探测器的误判,比如三个光子探测成两个这种。“重构”硬散射过程?这个更加难了。这就好比在一堆10mm的细针中挑出两个9.9毫米的针。有些硬散射过程,末态粒子的能动量并非最高,次级过程的能量可能会超过“硬过程”,更何况在探测器里,光子这种粒子再常见不过。
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 楼主| 发表于 2016-3-19 08:23:37 | 显示全部楼层

你几时见过?

否定宇宙大爆炸的直接证据是宇宙中的正、反粒子不对称。既然我们知道存在着破坏PC对称的力,于是很多幻想家便妄图利用PC不对称来破坏重子数守恒定律。你几时见过重子数或者电荷守恒定律被破坏了?我认为,之所以给这些幻想家们留下胡思乱想的空间,是因为目前的量子力学中对称性的定义有问题,假如通过双重几何与单重几何的对偶性、或者通过极矢量和轴矢量的对偶性来定义对称性,就不会出现这样的低级错误问题。
我们以SU(3)八重态中的正Σ、中性Σ和负Σ三重态来说明这个问题,正Σ和负Σ的电荷是相反的,假如它们的P对称性是一致的,PC对称性肯定是被破坏了;可是,假如我们用双重几何与单重几何的对偶性、或者通过极矢量和轴矢量的对偶性来定义对称性,那么正Σ和负Σ的对称性仍然是一致的。
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 楼主| 发表于 2016-4-3 11:07:01 | 显示全部楼层

宇称不守恒

让我们分析一个逻辑观点,那是在多数讨论对称破坏的文献中敷衍过去了的。通常对于宇称不守恒的讨论,总是先引入一个宇称算符P和一个哈密顿算符H,于是证明它们的对易子[H,P] ≠ 0。由此达到这个结论,即宇称是不守恒的。重要的是要认识到在这个过程中有一个不自恰的地方。在量子场论里,P是Hilbert空间中的一个幺正算符。按定义,这个算符P应当代表坐标空间中的空间反射变换。根据海森堡方程,时间平移算符是exp(-iHτ)。
数学上,我们可以定义庞加莱群是由所有时空平移、Lorentz变换,空间反射和时间反演所组成。这些纯粹是几何变换,它们的存在与动力学无关。很明显,在庞加莱群中,空间反射元素是与时间平移元素相对易的。另一方面,如果在Hilbert空间中相应的算符满足[H,P] ≠ 0,那将意味着时间平移算符exp(-iHτ)和指定的空间反射算符P不遵从由它们所表示的坐标变换的乘法律。这样,算符P首先就不能成为空间反射在Hilbert空间的表示,宇称不守恒这一事实意味着在Hilbert空间中不可能找到一个幺正算符P,用它能表示几何学上的空间反射变换;换言之,P算符无法定义。
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 楼主| 发表于 2016-4-13 13:55:42 | 显示全部楼层

冒险

诺贝尔奖1979年授予了温伯格、萨拉姆等人,这在当时是一个相当冒险的举动,因为电弱统一理论预言的W和Z玻色子还没有找到,后来1984年,这两种玻色子终于找到了,诺贝尔奖委员会长舒了一口气。不过诺贝尔奖委员会也有他们的道理,一个相当完美的理论,没道理不对。电弱统一理论仍然没有完全统一电磁相互作用和弱相互作用,电磁力和弱相互作用是掺和在一起的。我发现,加上拓扑翻转变换后,我们对电磁相互作用和弱相互作用又可以前进一步,而且引力也自然地加入了进来。
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 楼主| 发表于 2016-4-16 14:53:28 | 显示全部楼层

恼火

不能简单地对到负能态的跃迁置之不理。1928年5月,海森堡写信给泡利:“为了不总是被Dirac弄得恼火,我要做些别的事情以换换口味。” 1929年5月,Weyl在处理规范不变性的一篇文章中建议:“似乎可以期望Dirac量的两对分量,一对属于电子,一对属于质子。”
在量子引力里,相对性要求正、负能态总是配对的。在量子力学里,波函数的实在论解释面临着严重的困难,波不能被看作一个真实的波,因为,正如玻尔在他1927年的论文中所指出的,波的相速度大于光速c。最为严重的困难与所谓的波包扩散相关。正、负能态配对可以解决这两个困难。
由于引力服从引力的全息原理,通常情况下,正、负能态之间的湮灭是禁戒的。电磁力要求正、负能态质量相等,弱相互作用破坏宇称,导致极矢量和轴矢量极大混合,所以电子和质子湮灭是允许的。我们认为,超新星爆发正是属于这种情况。在超新星的坍缩中,引力能聚集在核心附近,超过某个阈值后,导致电子和质子相互湮灭转换为中子和中微子。
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 楼主| 发表于 2016-4-17 10:18:26 | 显示全部楼层

无质量

爱因斯坦引力理论和费米弱相互作用理论有一个共同的特征:和电动力学和量子色动力学相比,他们都含有一个量纲为1/M平方的耦合常数。这些耦合常数都很小,人们早就提出费米耦合常数很小,这是因为中介玻色子有质量。电磁和弱相互作用统一的成功,使这一思想精确化。
显然,引力物理与弱相互作用物理大不相同,因为引力是长程力,其中介引力子是无质量的。我们认为,这和庞加莱原理有莫大的关系。当你让一个中微子与一个沿相反方向运动的反中微子碰撞时,它们的自旋是指向同一方向的。所以在这种情况下两个自旋加起来一定等于1!反过来,如果你看到一个粒子衰变为一对(沿相反方向飞出)中微子-反中微子,那么你会知道粒子的自旋为1。确实存在这样自旋为1的粒子,称为中性Z玻色子。有时它的确会衰变为中微子-反中微子对。倘若发现中微子有质量,因而它也就不会以光速运动,则标准模型就是错误的。在量子引力里,中微子仍然保持着零质量,所以没有问题。
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 楼主| 发表于 2016-4-17 10:19:49 | 显示全部楼层

自旋

但标准模型显然与庞加莱原理有莫大的关系。两个平行的光子之间没有引力,或者说,它们之间不会通过交换自旋为0的牛顿引力子产生引力相互作用。我们认为,自旋为0的牛顿引力子可能是一对平行的中微子-反中微子的束缚态,因而牛顿引力子与同是自旋为0的Higgs玻色子之间存在着关联。
两个反平行的光子之间会通过交换自旋为2的爱因斯坦引力子产生引力相互作用,这恰如一对沿相反方向运动的中微子-反中微子会合成为一个自旋为1的中性Z玻色子一样。只不过,光子是自己的反粒子,而在量子引力里,中微子是反中微子的对偶粒子;它们之间的关系可以从双重几何与单重几何的对偶性推导出来。
这里有一个著名的规范等级问题:为何普朗克能标比Higgs能标大几十个数量级?这其实不是一个问题,在量子场论的单粒子解释中它才是一个问题。引力是一种集体作用,在超新星爆发的过程中,整个坍缩的恒星中的所有粒子都对引力有贡献,这足以覆盖普朗克能标和Higgs能标的差距。
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 楼主| 发表于 2016-5-4 08:39:55 | 显示全部楼层

原子宇称破坏

原子宇称破坏。在Weinberg-Salam模型中,中性流的效应受到了中性Z中间矢量玻色子的居间作用。这种作用耦合到中微子,便引起中性流中微子-强子散射。它也可能耦合到电子,因此预计将在电子与强子的相互作用中产生中性流效应。最先进行的两个原子物理学实验是由牛津大学实验小组和华盛顿(Seattle)大学实验小组做的。华盛顿大学和牛津大学的首次实验结果联合发表于1976年12月。
1978年年初,E122实验由来自SLAC和耶鲁大学的物理学家合作主持。报告称实验者发现了他们要找的东西:正如Weinberg-Salam模型所预期的那样,电子平行极化和反平行极化的散射截面对束方向的取向有约万分之一的差异(测量精度约为20%)。
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 楼主| 发表于 2016-5-11 14:17:56 | 显示全部楼层

Dirac的诡计

为什么Dirac量子场论的起点是薛定锷波这个误导人的观念会如此流行。和量子场论的所有其他奠基者一样,狄拉克把薛定锷波解释为一种概率波。在本体论上,薛定锷波函数的概率解释与场论不一致,因为前者的基本本体是离散粒子,而后者的基本本体是连续场。尽管有这明显严重的困难,物理学家仍然相信量子场论的起点一定是薛定锷波函数,它必须被看作一种经典场,服从“二次量子化”。事实上,“量子-经典-(二次)”量子”这样一个概念上的诡计,已成为量子场论被接受的概念基础。“薛定锷蛋”理论给出了Dirac的诡计为何能成功的解释。
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 楼主| 发表于 2016-5-31 05:16:56 | 显示全部楼层

超导电性

南部系统地把量子动力学方法应用到BCS-Bogoliubov理论。他写下自能部分的方程,这对应于哈特里-福克近似,并且还得到一个非微扰解,其中规范相关的∆场最后证明就是能隙。他还写下顶点部分的方程,并发现如果把“辐射修正”包括在内,就与自能部分相关,因此建立了“Ward恒等式”和理论的规范不变性。他得出一个重要发现:顶点方程的精确解之一是具有零能量和动量的粒子对的束缚态,这个解即准粒子对的集体激发,正是它导致“Ward恒等式”。
在南部关于超导电性的自洽的物理绘景中,准粒子总是伴随着周围介质的极化(辐射修正),并且如果把两者结合起来就会导致电荷守恒和规范不变性。极化场的量子表明,量子自身是介质的集体激发,而介质由运动的准粒子构成。因此这些集体激发(束缚态)的存在表现为规范不变性的逻辑结果,是与规范相关的能隙的存在相匹配的。
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 楼主| 发表于 2016-5-31 05:18:14 | 显示全部楼层

类比

南部在超导性方面的工作使他想到,有可能把非不变解的思想用在粒子物理学上(尤其在真空态上)。南部在1959年的基辅会议上第一次表述了这个重要观点。在场论的γ5不变性问题和Bogoliubov表述的超导规范不变性问题之间存在一种类比。观测到的粒子的质量在这种类比中对应于超导态中的能隙。超导电性的这种巴丁-Bogoliubov描述,由于能隙的原因而不是规范不变的。但已有人成功地按规范不变的方法解释了巴丁-Bogoliubov理论。按照这种方法,人们也可以处理γ5不变性。因此,例如,人们容易得出结论,认为在可能和π介子态是相同的赝标量态下,存在束缚核子-反核子对。
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 楼主| 发表于 2016-6-7 04:47:30 | 显示全部楼层

统一

量子引力和费米理论有直接的对应关系。费米流等于:极矢量流+ 轴矢量流,分别对应于Fermi跃迁和Gamov-Teller跃迁。引力 = 牛顿+ 爱因斯坦,由于要坚持Galileo相对性原理,牛顿项与极矢量流对应,爱因斯坦项和轴矢量流对应。事实上,弱作用流是极矢量流和三倍的轴矢量流的混合,轴矢量流是自旋产生的;爱因斯坦项与轴矢量流的自旋空间是正交的,相当于宇称相反态的混合,也可以乘以系数三来代表空间的三个方向。
牛顿引力常数和费米耦合常数的量纲是一样的,由于引力流的空间和弱矢量流的空间正交,可以很自然地统一在一起。系数3应该和超对称有关系,费米子的重正化维度是3/2,玻色子的重正化维度是1,爱因斯坦项相当于将玻色子的重正化维度乘了3,可以与费米子的重正化维度统一起来。
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 楼主| 发表于 2016-6-13 05:09:37 | 显示全部楼层

电荷中心

超荷具有重子数和奇异数一样的代数和性质,即两个体系合并为一个体系时,总体系的超荷为原来两个体系的超荷的代数和,而且互为正反粒子体系的超荷相差一个负号。在强相互作用和电磁相互作用过程中,超荷都是守恒的。在弱相互作用过程中,超荷可以不守恒,每一级弱相互作用过程中超荷改变量的值为0或±1。
一个同位旋多重态的电荷中心每次移动1/2单位,这显然是牛顿项的特点。
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 楼主| 发表于 2016-6-15 16:53:22 | 显示全部楼层

几何性质

存在自旋1/2粒子的非常精确的几何性质。这种性质也一般地理解为二态量子系统的性质。这种性质可用复二维Hilbert空间来描述,自旋1/2表示其几何。这使我们能将投影空间PH和空间方向几何很好地等同起来,这些方向被认为是自旋方向。PH是黎曼球面。
我们用投影算符来表示“自旋在某个方向上”,如果发现自旋态被投影到这个方向,则本征值为1;如果自旋被投影到与前者正交的自旋态上(空间方向相反,对应于黎曼球面上的对径点),则本征值为0。注意:在本例中,Hilbert空间的“正交”不对应于空间上的“直角”,而是“相反”。这里黎曼球面的应用清楚地显示了量子力学的复数比与通常的空间方向之间的关系。
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 楼主| 发表于 2016-6-15 16:54:19 | 显示全部楼层

Majorana表象

换句话说,存在Weyl表象和Majorana表象之间的对偶关系。费米弱作用理论和Majorana理论预言的双β衰变,至今一个也没有观察到。因此我们认为,可能是牛顿引力子辐射过程代替了Majorana理论的双β衰变过程。经过一个对偶变换后,Majorana的双β衰变过程可以映射成牛顿引力子的辐射过程。由于中微子是纵向极化的,自旋为0的牛顿引力子可能也是纵向极化的。从空间完备性的角度来讲,空间本有三个方向,光子占据了两个横向极化方向,光子没有纵向极化,那么剩下那个纵向极化方向被牛顿引力子占据,岂不是两全其美吗?
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