第七百零八章 引力量子化的可能(1 / 2)

走進不科學 新手釣魚人 9824 字 11個月前

沒錯。

隻見此時此刻。

楊振寧和李政道推到桌子中心處的紙條上,赫然用寫著三個相同的字:

引力子。

看到這個字的瞬間。

黃昆的腦海中瞬間變得一片空白,仿佛大腦中的一切都被格式化了。

如果不是身邊的楊振寧及時扶住了他,黃昆甚至險些當眾跌落到地麵上。

不過這也怪不了黃昆心理素質差。

縱觀整個物理學界,哪怕是諸如愛因斯坦、狄拉克這樣的頂尖大牛.不,哪怕是徐雲這種後世來的穿越者,聽到引力子的時候心中都平靜不下來。

某種意義上來說。

引力子這個概念,基本上可以理解成虛無縹緲的傳說。

眾所周知。

雖然沒有人能完全描述量子力學,但現代量子力學的形式體係由五個公理組成:

1.孤立物理係統的狀態可以與一個希爾伯特空間中的矢量相互關聯。

2.物理係統的可觀測量與一個厄米算子對應,若係統處於一個態Φ,測量物理量a會以概率p得到a的本征值a。

3.若係統處於一個態Φ,測量物理量a得到本征值a後,係統會瞬間塌縮至a對應的子空間。

4.係統隨時間的演化遵循薛定諤方程

5.全同粒子的波函數是對稱玻色子或反對稱的費米子。

在這五個公理的基礎上,物理學界優化出了力場重整化的方法。

也就是把幾種基本作用力進行重整,找到對應的機製。

在重整化理論剛提出的時候,隻有電磁力可以重整化。

後來隨著大量優秀物理學家的努力,弱相互作用和強相互作用重整化的方法也找到了,並找到了這些理論所預言的粒子。

比如說電磁相互作用的基本粒子是光子,當我們從“電磁射線槍”射出一束激光時,我們實際是在打開光子的激流,也就是最小的一束電磁力,兩個電子之間通過交換光子來傳遞電磁力。

強相互作用是膠子,例如質子帶正電互相排斥,原子核之所以沒有被質子拆散架,是因為強力的存在,兩個誇克通過交換膠子來傳遞強力。

弱相互作用力是w和z玻色子,能把一種誇克變成另外一種誇克——比如一個中子裡麵有3個誇克,如果把其中的一個下誇克通過弱力變成上誇克,其它兩個不變,那麼,這個中子就會變成質子。

那麼按照這個邏輯,引力也應該有一種傳遞粒子,也就是引力子對吧?

但遺憾的是。

引力子的概念自從被提出的那天起,到黃昆他們聊天的這個時間段,依舊沒有任何被發現的跡象,反倒是駁斥引力子存在的理論有不少。

這其實是個很違和的現象:

老大叫大毛,老二叫二毛,老三叫三毛,照理應該叫老四的四毛卻叫金色茉莉花

說實話。

如果隻是單純的沒有找到這種粒子,那麼其實也沒什麼大不了的。

就像老四叫做金色茉莉花其實問題不大,名字的問題而已嘛。

但問題是這個金色茉莉花他又禿頭又ed還有腳氣,這tmd就很離譜了。

而引力子呢,恰好就是這麼個情況:

引力子和廣義相對論是相悖的。

愛因斯坦經典的相對論中,引力就是時空的彎曲,不需要引力子來傳遞。

廣相也是迄今為止描述引力最成功的引力理論,沒有之一。

但是在廣相之外,另一部分以量子力學為基礎的,以基本粒子為研究對象的標準模型也發展了起來,並且是近代以來改變人類生活最大的基礎理論。

引力子在標準模型中是容許存在的,並且數學上已經證明了廣相和標準模型不相容。

所以這兩個理論中至少有一個是錯的,或者是不完備的。

當然了。

以上這幾句話其實並沒有看起來那麼簡單,實際上涉及到了度規的範疇:

時空彎曲在數學上由時空的幾何被一個非平直的度規gw描述,引力效應直接由這個度規決定。

度規這個東西相當於一個張量場,從場論的角度就可以把這個張量場視為引力場——這就是引力=時空彎曲的含義。

而在量子力學中。

考慮引力場也是有量子效應的,那麼度規裡麵就會存在量子擾動,擾動不太強的情況下可以把度規視為一個經典背景+背景上的擾動。

這個擾動也是個張量場,用量子場論的方法可以給它做量子化。

然後就和其他量子場一樣,量子化之後能量動量取值分離的那個作為激發態的東西就是引力子。

非常簡單,也非常好理解。

而引力子一旦被發現

那樂子可就大了。

“.”

隨後黃昆深吸了一口氣,表情鄭重的對楊振寧問道:

“老楊,你對這個推論的把握有多大?具體是怎麼發現它的存在的?”

“把握啊”

楊振寧抬起眼皮將視線從李政道身上一掠,斟酌著說道:

“比起暗物質的存在,引力子的把握肯定沒有那麼高,要不然我也不會把數字寫在括號裡頭了。”

“還有就是我的推導主要基於這個元強子模型的數學層麵,物理方麵是否能找到就得另當彆論。”

聽聞此言。

李政道也不動聲色的點了點頭。

雖然他和楊振寧矛盾重重,但這個說法他還是認可的。

畢竟他和楊振寧又不是對撞機成精,啥實驗都不做就能在物理現象上發現新粒子,他們的能力再強,也隻能在數學上做出一些推導罷了。

也就是.

在微擾空間的框架內,將引力重整.或者說量子化。

隨後楊振寧重新拿起筆,又將論文翻到了其中某一頁,說道:

“目前理論物理界對引力量子化最大的爭議或者說難題和困惑,主要在於為什麼在低能下,描述引力相互作用的算子是irrelevant的。”

黃昆嗯了一聲,這也是他的疑問。

此時的楊振寧剛從海對麵回國,說話習慣還沒完全轉換過來,因此在提及某些專業術語的時候不可避免的還是會有英文表述。

這種做法和後世那種說兩句就來一個“這不夠ashion”的假洋鬼子屬於兩種情況,屬於必然要適應調節的一個問題。

irrelevant算子指的便是無關算子,根據重整化群的定義,在相應的低能標與自然截斷相差很大的時候, irrelevant算子應該趨於消失才對。

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