第六百三十一章 曆史:飛啊飛啊飛(下)(九千字章節!)(2 / 2)

走進不科學 新手釣魚人 20651 字 11個月前

怎麼說呢

舉個不是很雅觀的例子。

原先趙忠堯畫的圖像是一個屁屁,左右兩邊都是對稱的,並且左右兩側的臀尖就是能量最低點。

而陸光達繪製的圖像則“歪”了很多,兩邊明顯不對等——右邊明顯要比左邊更大一些。

不過很快。

朱洪元便搖了搖頭,否定了陸光達的這個猜測:

“不太可能,光達同誌,人為的修正還是太明顯了,而且這種離散模型應該生成不了連續場。”

陸光達思索了幾秒鐘,自己也跟著點了點頭。

也是。

他的這個思路帶著很明顯的優化意圖,而粒子的行為顯然不太可能按照這個思路去改變的。

這就好比你想買套五百萬的房子,但銀行卡上隻有兩萬塊錢。

結果你用p圖軟件把它改成了五百萬,看起來是夠買房子了,但實際上絲毫沒有卵用。

除非運氣逆天到了轉賬的時候恰逢銀行係統bug,否則這房子無論如何不可能落到你手裡。

更彆說這種離散模型確實推導不出連續場,還不如用用費曼的路徑積分量子化呢.

不過陸光達並沒有因此感到氣餒,自發對稱性破缺與自己的好友楊振寧有關,所以這位大佬在此時顯得特彆活躍。

隻見他目光盯著算式看了一會兒,又提出了一個想法:

“既然手動添加明顯破缺項行不通.那麼有沒有可能是規範對稱和自發破缺相結合,讓這個質量場被零質量規範場給‘吃掉’了呢?”

“例如電弱相互作用的規範對稱是su(2)l×u(1),在拉氏量的規範對稱沒有破壞的前提下引進湯川耦合,這才讓介子的質量符合推導嘛。”

這一次。

趙忠堯等人便都不再反駁陸光達了,而是同時陷入了沉思。

湯川耦合。

指的便是yukawa耦合,提出者是霓虹的湯川秀樹。

此人是霓虹近代物理學界的奠基人之一,屬於整個粒子物理史上無可忽略的人物:

他是第一個獲得諾貝爾獎的霓虹人,提出了赫赫有名的湯川耦合和湯川耦合勢,還預言了π介子的存在。

不過由於此人靠右的政治傾向,因此徐雲對於此人曆來是公開性的持厭惡態度,寫一本書就要diss他一次。

這人右到了啥程度呢?

舉個例子。

他在諾貝爾獎的頒獎典禮上,堂而皇之的將某場戰爭稱為“忠義的戰爭”,稱霓虹的周圍還存在著新建立的不穩定政權,為了和平應該遏製住這股不穩定的趨勢】。

順帶一提。

湯川秀樹說這話的時間是1949年12月10日,話中指代的是誰不言而喻。

湯川秀樹和他同時期的阪田昌一這位真正的和平主義者和華夏友人相比,簡直是一個地下一個天上——儘管阪田昌一在學術上並沒有獲得過諾獎。

後世湯川秀樹還成為了一個馬桶蓋的品牌,廠商還是鵬城的國內企業,也算是某種報應吧

當然了。

就像宋徽宗也是個書法大家一樣。

湯川秀樹的人品再怎麼差,他在學術上的成就還是不容忽視的。

例如陸光達此時的這個想法,沒有引入湯川耦合或者說介子概念還真不行。

因為按照正常理論解析。

原子內的介子不應該具有質量,否則介子質量的慣性運動會把原子結構搞散架,從而引發物理大廈的崩塌。

正是湯川耦合的存在,才讓介子的這種情況可以得到解釋:

介子在原子內部的時候,會作為點空間順著八維原子的結構運動,脫離後可以獨自獲得質量。

想到這裡。

趙忠堯便也有了思路。

是啊

規範場隸屬的是可規範場論。

根據數學定義。

某個概念隻要是一種場論,那麼它的拉格朗日量在某些類型的群的變換下是不變的。

因此如果把規範對稱和自發破缺相結合.

那麼規範場的縱向自由度或者橫向自由度,就可能出現某些變化

想著想著。

趙忠堯便再次拿起了筆。

這一次,他準備從最簡單的一個場開始推導。

也就是.

su1的電磁場。

與之前一樣。

趙忠堯先寫下了一個拉格朗日量,這是幾乎所有粒子物理推導過程中標準的第一步:

l=1/2()mmλ3λ44+m24λ。

接著考慮有兩個分量的標量場:

=[1/2]。

於是乎,

拉格朗日量就變成了l=1/2()+1/2m2λ4(2)——這樣的勢看起來就和之前提到的銅火鍋一樣了。

又因為 o(2)與 u(1)是局域同構,所以 u(1)對稱性也是連續對稱性。

“接著令=12(1+i2),則有=12(12+22),拉格朗日量變為:(6)l=+m2λ()2,它在 u(1)變換→eiα下不變,因此具有連續的 u(1)對稱性.”

“在通過極坐標的方式把分成=ρeiθ.拉格朗日量為l=(ρ)2+ρ2(θ)2+m2ρ2λρ4,真空期望是ρ=ν=m22λ,θ=0做變換ρ→χ+ν”

“拉格朗日量變成l=[(χ)22m2χ24mλ2χ3λχ4]+m22λ(θ)2+(χ2+m2λχ)(θ)2”

“其中第一個部分是χ的動能項、質量項、自耦合,第三個部分是兩個場的相互作用。”

“而第二項隻是θ的動能項,沒有質量,因此它是 u(1)對稱性自發破缺產生的無質量玻色子”

“那麼下一步就是考慮一個本來沒有質量的矢量玻色子,它的拉格朗日量l=14μνμν”

“將其與上麵的標量場耦合,把普通導數μ換成協變導數dμ=μiqaμ,其中 aμ是原本無質量矢量玻色子的規範勢.”

“再然後如此如此這般這般”

看著在紙上飛快書寫的趙忠堯,一旁徐雲的臉色卻有點呆滯。

天可憐見。

這次他的想法,隻是準備讓趙忠堯他們發現戈德斯通定理罷了.

結果沒想到。

趙忠堯他們見徐雲一腳踹曆史踹的不夠狠,愣是揪著徐雲的衣領把他往後一丟,自己上去踹了腳重的。

這下樂子可就大了呀

甚至某種意義上來說,這一jio要比暗物質還要離譜。

早先提及過。

在粒子物理的早期有一個模型,叫做南部模型。

它的提出者是霓虹人南部陽一郎,此人活著的時候算是在世物理學家top1的有力競爭者之一。

雖然客觀來說要落後楊老溫伯格他們半個身位,但其能力由此也可見一斑了。

就像華夏人對楊老有加持一樣,很多霓虹人也堅信南部陽一郎活著的時候可以在當世排名第一。

當然了。

黑南部陽一郎的人也不少,這方麵哪個國家都一樣。

在如今這個時期。

自發對稱性破缺這個概念大火於超導領域,南部陽一郎則在今年年末率先將它引入了粒子物理中,這使得他發現了強相互作用中的對稱性自發破缺現象——準確來說是手征對稱性自發破缺。

與此同時呢。

英國的傑弗裡·戈德斯通在一年之後對穩態解之間可以由 u(1)相位變換聯係進行了研究,提出了無質量的戈德斯通模。

最終二者互相結合,便推導出了南部戈德斯通定理。

南部戈德斯通定理的內容很簡單,就是連續對稱性被自發破缺後必存在零質量玻色粒子。

此粒子被稱為戈德斯通玻色子,例如湯川秀樹的π介子就是對應著近似手征對稱性破缺的戈德斯通玻色子。

但南部戈德斯通定理存在一個很致命問題,那就是

規範粒子的質量是為對稱性所不允許出現的性質。

因為在自發對稱破缺+南部戈德斯通定理中,規範場還是存在的。

這也意味著局域規範對稱性是保持的——不同的規範可以通過一個李群變換聯係起來。

隻是拉格朗日量整體的規範對稱性由於場在真空的期望非0趙忠堯計算的第二句話,以及量子場論不選取簡並態的線性疊加作為基態,從而導致拉氏密度的規範對稱性在選取特定基態之後破缺.也就是在基態周圍做微擾得到的新拉氏密度不具有整體規範對稱性。

但是由於局域規範對稱性,規範場依然存在。

再舉個例子。

最近很火的室溫超導。

超導體正是因為玻色凝聚導致的u1破缺,會使得光子的麥克斯韋方程發生變化,從而表現出邁斯納效應。

當然了。

南部戈德斯通定理雖然有問題,但對於兔子們來說卻很適合入門。

按照徐雲的打算。

在了解了南部戈德斯通定理一定時間後大概兩年左右吧,兔子們就會破解它的弊端所在,從而接觸一個進階版的概念:

希格斯機製。

沒錯。

希格斯機製。

這個赫赫有名的物理學框架,正是對南部戈德斯通定理優化而成的。

希格斯機製的具體推導過程就不說了,再介紹下來很多人估摸著都得長腦子,直接解釋它的物理意義吧:

在標準模型中。

除了弱相互作用的三種規範玻色子、以及除了中微子以外的其他基本費米子,全都是通過希格斯機製被直接賦予的質量。

同時w,z規範波色子如果直接寫出質量項,會違反規範對稱,所以它們也需要希格斯機製才能成立。

如果說基本粒子是人類,那麼希格斯機製就是衣物。

誠然。

對於原始社會來說穿不穿衣服無所謂,但在現代社會層麵所有人不穿衣服會是啥樣?

刺激是刺激了,但社會秩序和正常生產生活肯定是彆想了。

希格斯機製的重要性可見一斑。

隻是在原本曆史中,希格斯機製的發展過程非常複雜,甚至可以說有些磕磕絆絆。

當時戈德斯通定理在62年被提出後遭到了很大的爭議,甚至還遭遇過死亡威脅。

因為理論上來說零質量粒子案例跟重質量粒子案例不同,零質量粒子很容易製成,或者可從缺失能量或動量推測其存在。

但當時的物理學界找不到任何零質量粒子案例,所以這個理論還遭到了後來諾貝爾化學獎得主沃特·吉爾伯特的反對。

接著在五年之後。

希格斯提出了希格斯模型。

他表示將局部規範不變性理論與自發對稱性破缺的概念以某種特彆方式連結在一起,則規範玻色子必然會獲得質量。

再過一年。

溫伯格與阿卜杜勒·薩拉姆各自獨立地應用希格斯機製來打破電弱對稱性,並且認為希格斯機製可以並入格拉肖的電弱理論。

奈何關於規範對稱性的自發性破缺的這些劃時代論文,最初並沒有得到學術界的重視。

因為大多數物理學者都認為非阿貝爾規範理論是個死胡同,無法被重整化。

這個情況要一直持續到十年之後,傑拉德·特·胡夫特就是當初暗物質發布會上出現的那個小老頭兒發表了兩篇論文才會出現轉機:

他證明了楊米爾斯理論可以被重整化,不論是對於零質量規範玻色子,還是對於帶質量規範玻色子都是如此。

從那以後物理學者開始接受這些理論,正式將這些理論納入主流。

所以為啥說特·胡夫特間接成就了溫伯格,溫伯格間接成就了楊老,原因就在這裡。

至於可以完全證明希格斯機製的粒子也就是目前唯一一顆標量玻色子,則要到2012年才會被真正發現。

而且這玩意兒的質量是125gev,需要的對撞能力在300gev甚至更高,你哪怕再歐皇也不可能用80mev的設備撞出來。

因此徐雲對於希格斯機製一直處於一種半糾結的狀態,畢竟目前的曆史已經被他塞的有點滿了.

在他想來。

如果兔子們能夠晚個三四年甚至五六年再想到希格斯機製,或許還會更好一點兒。

畢竟那時候中子彈能不能爆徐雲沒把握,但原子彈和氫彈肯定都已經爆炸成功了,各種設備負載應該會較輕鬆一點兒。

雖然這樣做的代價多半是這部分的國際話語權會丟失,還會錯過兩個左右的獎項。

但層子模型.也就是誇克能給兔子們帶來最少44種粒子的定義權,讓出個希格斯機製倒也可以接受。

奈何沒想到趙忠堯卻表示能接受個蛋啊,老子全都要!

隻能說現實比徐雲想象的還是要大膽的多了.

隻是這樣一來。

兔子們肯定要在加速器上投入不少功夫。

以目前國內的狀況來說,有個情況肯定是又得徐雲出手優化才行。

而這一招要是出了,那這副本自己可就真是全方位三百六十度參與了.

就在徐雲內心複雜的同時。

數千公裡外的首都。

一輛綠皮火車亦是悄然的出發了。

需要提及的是。

車上除了一些貨物之外,僅僅載有

一位乘客。

注:

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(本章完)

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