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楼主: henryharry2

[建议] 新量子物理2

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 楼主| 发表于 2016-11-15 11:08:22 | 显示全部楼层

转化成能量

所以至少在太阳中,能量来源于在4个氢原子核结合成为1个略轻的氦原子核时损失的质量。自然界中最着名的公式E=mc平方告诉我们质量(m)等效于能量(E),而换算系数c平方是光速的平方,非常大。所以很小的一点质量消耗就会产生出巨大的能量,而太阳每秒钟要损失400万吨的物质并转化成能量!
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 楼主| 发表于 2016-11-17 10:32:28 | 显示全部楼层

超流体的平均场理论

然而,有一件事是清楚的,即平均场理论并不能保证零能隙。为了得到零能隙,就得靠仔细的计算以求奇迹出现。在平均场理论中,能隙的消失是源于这样一个“奇迹”:μ 和ρV严格相等,从而消去了在E(k)中的常数项。但是从物理的观点,无能隙激发的存在是一个普遍的原理,与玻色子系统的细节无关。所以平均场理论没有抓住无能隙激发后面隐含的原理。这个问题不只限于玻色子系统,所有平均场理论普遍地存在这个问题,即没有揭示出原有理论的某些普遍原理。我们要记住这一点。
既然如此,何不试试用“薛定锷蛋”理论呢?“薛定锷鸡”和“薛定锷蛋”是自对偶的,正如电场和磁场的对偶性可以激发光子一样,“薛定锷鸡”和“薛定锷蛋”的自对偶性可以激发声子。声子和光子类似,都属于无质量激发。光子和声子一样,相互之间没有相互作用。“薛定锷鸡”和“薛定锷蛋”的自对偶性推导出来的声子具有线性色散关系E(k),这也和光子一样。在“薛定锷鸡”到“薛定锷蛋”的跃迁过程中会临时产生一个赝梯度场,打开后又立刻关闭了,正是这一项保证了不需要任何奇迹出现也产生了无能隙激发。
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 楼主| 发表于 2016-11-21 12:11:55 | 显示全部楼层

叠加态

我认为,“薛定锷蛋”理论可以解决量子力学的基础问题。比方说,大草原上本来只有耗子,但是,可能有一天耗子会突然基因突变转化成兔子。也有可能草原遭遇火灾或者生态恶化,兔子再次衰变成为耗子。如果我们不去测量,草原生态系统中一直处于耗子和兔子的叠加态上,我们一旦测量则可能测量到的是耗子、也可能是兔子。这个典型的案例具有量子力学的所有特征,例如态叠加、不确定性等等,但是显然不会产生量子佯谬。这暗示,量子物理学家们是不是在什么地方伟的太大了导致了量子佯谬。
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 楼主| 发表于 2016-11-26 05:19:54 | 显示全部楼层

光子晶体

光子晶体(Photonic Crystall) 是一种在微米,亚微米等光波长的量级上折射率呈现周期性变化的介质材料。按照其折射率变化的周期性,可以分为一维,二维和三维光子晶体。光子晶体中介质折射率的周期性变化对光子的影响与半导体中的周期性势场对电子的影响类似。在半导体材料中,由于周期势场的作用电子会形成能带结构,带与带之间有带隙(如价带和导带),电子的能量如果落在带隙中就无法继续传播。在光子晶体中,由于介电常数在空间的周期性变化,也存在类似于半导体晶体那样的周期性势场。当介电常数变化幅度大且变化周期与光的波长可相比时,介质的布拉格散射也会产生带隙,即光子能带。频率落在禁带中的光子是被严格禁止传播。
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 楼主| 发表于 2016-12-7 06:31:50 | 显示全部楼层

轴矢量U(1)问题

原子核能级及其分布是个极为复杂的问题,它涉及到核多体系统内部的运动规律及新的自由度的出现。随着能量的升高,不同类型的自由度相继被激发,连续谱同分立谱还可以重叠(如同位旋相似态),此外,核子激发态及其他重子也可以在核内出现,构成新的能级。这些方面的知识还是很不成熟的。
镜像核以及同位旋相似态的存在表明自然界并不存在轴矢量U(1)问题,中子和质子互为对方的镜像伙伴。一对镜像核的基态互为同位旋相似态,也常称它们互为同位旋空间的镜像反射态。所以,同位旋+ 镜像翻转变换已经包含了轴矢量U(1)对称性。那么轴矢量U(1)的问题出在哪里呢?
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 楼主| 发表于 2016-12-12 04:33:50 | 显示全部楼层

那么什么是玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)呢?

它到底有什么梦幻般的性质?
故事得从1924年谈起。当时印度科学家玻色(Bose)在达卡大学任教。他用纯粹统计的方法研究光子(通常的光就是由光子构成),得到重要结果。爱因斯坦(Einstein)在他的工作基础上,又进行深入研究,终于在1924~1925年间,建立了所谓玻色—爱因斯坦量子统计学。
爱因斯坦当时就预言,有一类微观粒子(玻色子),在一定条件下,尤其是在极端低温下,会发生“相变”,宏观分布在同一状态,即能量最低态,这就是BEC。这里的玻色子系指具有整数自旋,0、1、2……,单位为普朗克常数的粒子。另外一类微观粒子的自旋大小为半整数,1/2、3/2……两类粒子的统计行为具有完全不同的性质。所有的微观粒子都具有类似于陀螺自转的自旋,这个性质是20世纪20年代科学家发现的。
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 楼主| 发表于 2016-12-18 07:29:04 | 显示全部楼层

量子力学的基础问题

我认为,“薛定锷蛋”理论可以解决量子力学的基础问题。克雷默的相互作用解释消除了持续了半个多世纪之久的关于量子力学意义的大部分哲学争论的基础。在“薛定锷蛋”理论里,可以将|薛定锷鸡> →|薛定锷蛋>的跃迁ψ当成“给予”波,将|薛定锷蛋> →|薛定锷鸡>的反向跃迁ψ*当成“确认”波。这样“薛定锷蛋”理论可以给出薛定锷的猫(和Wigner的朋友)找出一个唯物主义版本的解释。但是克雷默的解释在解决量子物理中所有疑惑方面的巨大成功是以部分量子波随时间向后传播的思想为代价的,这个与我们的普通感觉相背立的唯一的缺点在“薛定锷蛋”理论中也被克服。此时的时间是赝时间,“薛定锷蛋”理论甚至与普里高津的想法是相容的,因为赝时间可以是内部时间,包含了不可逆过程。
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 楼主| 发表于 2017-1-13 16:05:23 | 显示全部楼层

量子力学的基础问题

电子在云室里它像个粒子,但在晶格衍射时它又像是波;在双缝干涉实验中通过双缝时它像是波,而落在屏幕上时它又像是粒子。微观世界是如此不同,它将宏观世界中完全对立的两种现象集中于一身,并表演的有声有色。宏观与微观世界如此巨大的不同,本质是什么?科学家们的意见分歧严重。我认为,“薛定锷蛋”理论可以解决量子力学的基础问题。
“薛定锷蛋”理论可以解释为何电子在云室里像个粒子。由|薛定锷鸡> →|薛定锷蛋>的跃迁看起来像弦,但是这个弦只在一个周期内成立,到下一个周期可能就衰变了,不会产生“薛定锷猫佯谬”,确实,处于共振态的粒子,用不了几个周期就衰变了。量子力学的基础问题显然是物理学家们将数学概念的内涵和外延扩大化引起的,数学就是数学,不能定义了一个概念,就拿着鸡毛当令箭,等同于物理。
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 楼主| 发表于 2017-1-22 08:37:35 | 显示全部楼层

神学?

色力是如何凝聚成核力的,这是量子色动力学的老大难问题。颜色场→色磁场→爱因斯坦(轴矢量)→牛顿(极矢量)的双重对偶变换似乎提供了一个简单的解释,在视界上,爱因斯坦项和牛顿项的强度相等,经过双重对偶变换后,两个夸克之间仿佛是用一个小的弦连接的,但是小的弦(牛顿-爱因斯坦)遵从的是牛顿-庞加莱统计,很多的小弦会凝聚成一个合力,这样色力就被凝聚成了核力(耦合常数13.5),核力仿佛是一个大的弦产生的。双重对偶变换似乎也有望解决质子自旋之谜,因为爱因斯坦项有三个方向,经过双重对偶变换后,要将夸克的自旋乘一个因子3,加起来差不多等于质子的自旋。问题在于,老大难问题的解决竟然是如此简单吗?这是神学?不管怎样,纽约布鲁克海文实验室的相对论重离子对撞机的重离子对撞实验结果似乎有利于这个“神学”解释。
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 楼主| 发表于 2017-7-9 10:20:15 | 显示全部楼层

正统诠释

1909年,当人们还普遍不相信光量子的时候,爱因斯坦已经预见到了光的粒子和波的“综合”了。16年之后,年轻物理学家们用哥本哈根学派的“正统诠释”综合了两种对立的“特性结构”以后,他却无论如何不肯接受以这种方式的“综合”。爱因斯坦1924年说:“现在有两种光的理论,这两种理论没有任何逻辑联系,但我们却不得不承认它们,因为它们是20年来理论物理学家付出了巨大的代价才取得的。”
量子引力提供了光的波-粒二象性的一个有趣的解释。考虑太阳对光线的偏折,一半是牛顿项的贡献,一半是爱因斯坦项的贡献;从牛顿项的角度来看,光子是粒子;从爱因斯坦项的角度看,光是波;此时牛顿项和爱因斯坦项相等,光既是波、又是粒子。
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 楼主| 发表于 2017-9-7 07:10:23 | 显示全部楼层

激子机制

Little于1964年提出了交换激子产生高温超导的一种可能的机制,Little设想了一种特殊结构的有机分子,它由两部分组成,Little曾对其所设想的长链和旁链分子系统作了初步的理论估计,估计超导转变温度可达2200K。Ginzburg着重从表面或界面超导电性提出了实现激子机制的构想。迄今为止Little和Ginzburg的激子机制的超导设想尚未实现,激子很不稳定,某些类型的激子会自动衰变为自由电子和自由空穴,所有激子对于复合过程来说都是不稳定的,很快会湮灭;那样造出来的不是超导体,而是LED。
Bogoliubov把超导体中的元激发描述为电子和空穴(准粒子)的相干叠加,这些电子和空穴遵守Bogoliubov-Valatin方程。南部阳一郎在1960年注意到,在Bogoliubov-Valatin和手征不变的狄拉克理论中的方程组之间有严格的相似性,在数学层面上,这种类比是完备的。这样看来,新型非常规超导体的微观配对机制可能正是激子机制,只不过不是电子-空穴形成的激子,而是经过了双重对偶变换后的激子,变换到复二维投影Hilbert空间后,左手螺旋的和右手螺旋的电子(和空穴)可以直接通过加法配对。这可以解释为什么氯化钠型结构和电荷转移型结构有利于提高超导转变温度。
在粒子数守恒的复二维Hilbert空间和粒子数不守恒的BCS理论之间有一个折中,最佳掺杂正好对应于中点。劳克林说:“人一旦在声名上达到了某种高度,就变得很难认真考虑他以前不熟悉的一些事情。” 在A-15型和氯化钠型超导体中已经出现双重对偶变换的贡献了,只不过被BCS理论的成功掩盖了;但是对于新型超导体,BCS理论再也无法粉饰太平,McMillan在理论上已经得出结论,声子模型永远无法计及超导转变温度大于30K。
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 楼主| 发表于 2017-9-15 06:15:44 | 显示全部楼层

定性因素

有了一定的口袋半径就有了一定的夸克波函数,从而可计算强子的各种可观察量。这一切对只含零质量夸克的强子特别简单,这些强子包括核子、Δ超子和π介子等。忽略同位旋多重态内各强子质量的差别,重子八重态和十重态以及两个介子八重态共有16种不同质量。MIT学派以核子、Δ超子、Ω超子和ω介子的质量作输入,定得了两组参数(DeGrand,1975)。由此算得的,重子谱符合的相当好,最大误差不到4.2%,平均误差不到1%。介子谱的符合差一些,不过除了π介子外还是大体符合的。π介子是个例外,质量的计算值(280兆电子伏)超过实验值(138MeV)的两倍。
这表明有一种定性因素在强子的静止球口袋模型中被忽略了,这种因素对π介子是重要的。寻找这一因素是强子物理的重要课题,可惜至今尚无结果。我们认为,这一定性因素是夸克的左手-右手配对,这恰好是南部阳一郎和Giovanni Jona-Lasinio在1961年发表的论文想要寻找的“未知的相互作用”,他们的想法是好的,只是用错了地方。
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