第六百三十章 历史 飞啊飞啊飞（上）（1 / 1）

    “矢量的规范玻色子？”

    听到徐云的这句话。

    原本就将注意力放在徐云身上的赵忠尧等人，不由下意识的齐齐一愣，眼下浮现出了一抹茫然。

    这是啥意思？

    众所周知。

    物理学中按照大分类划分可以分出两种基本粒子，也就是所谓的费米子和玻色子。

    其中费米子是遵循费米-狄拉克统计的粒子，包括电子、质子、中子等等。

    费米子有半整数自旋，符合泡利不相容原理，即同一量子态上不能有两个或以上的费米子。

    玻色子则是遵循玻色-爱因斯坦统计的粒子，包括光子、w玻色子、z玻色子、希格斯玻色子等，它们是构成力的基本粒子。

    玻色子有整数自旋，不受泡利不相容原理的限制，多个玻色子可以处于同一量子态上。

    当然了。

    在如今这个物理学的早期时代，科学界对于这两种粒子的认知还远远没有后世那么完善。

    其中费米子的了解相对要深一点，毕竟质子中子这些微粒已经被发现有些年了，甚至直接或者间接诞生过不少诺贝尔奖。

    但玻色子就要浅很多了。

    玻色子这个概念最早由狄拉克所提出，当时他为了纪念印度物理学者萨特延德拉·纳特·玻色的贡献，便给这种粒子取了个玻色子的名字。

    这个时代对玻色子最典型的认知就是光子，然后就仅此而已了。

    没错，后续就没了。

    因此当徐云提出了后，赵忠尧等人非但没有丝毫恍然大悟，反倒有些懵逼。

    过了片刻。

    赵忠尧与一旁的胡宁彼此对视了一眼，略微组织了一番语言，对徐云问道：

    “小韩，你说的这矢量规范玻色子到底是个啥意思？”

    “难道说除了矢量玻色子外，还有标量玻色子？”

    徐云朝他点了点头，肯定道：

    “没错。”

    赵忠尧顿时皱起了眉头，不过他并没有打断徐云的节奏。

    根据他过去这段与徐云打交道所积累的经验。

    徐云这人虽然经常抛出一些语不惊人死不休的概念，但这些概念无论多么超乎现有的认知，徐云都会对它们做出一个比较详尽的解释，几乎从未出现过抛概念但不给原理的情况。

    这也是为啥基地这么多专家会这么快接纳徐云的原因——搞理论的语出惊人不是啥大问题，只要能给出合理的解释就行。

    眼下这个时期仪器水平相当原始，理论学家基本上和古代的说客无异，能够驳辩说服他人的就是顶尖的纵横家。

    果不其然。

    徐云这次也没怎么卖关子，而是很快拿起笔，在纸上写下了一道公式；

    ds2=c2dt2??dx2??dy2??dz2=ημνdxμdxν。

    接着徐云在这道公式下方画了条线，对赵忠尧说道：

    “赵主任，这是一个标准的闵氏时空的线元，拥有一个rΛ4线性空间，配有号差为+2的闵氏度规ημν。”

    “如果我们做一个假设，即单粒子态的算符只取决于延迟时刻的位置和速度，您能做出so群的不可约幺正表示吗？”

    “”

    赵忠尧闻言思考的了几秒钟，很快摸了摸下巴：

    “应该可以。”

    上辈子是洛伦兹的同学应该都知道。

    自由场情景下洛伦兹变换不改变场的形式，矩阵d决定了场的变换方式，所以只要考虑群的性质就可以了。

    而w又是小群，对于有质量粒子场想要做出so群的不可约幺正表示，只要考虑右边的湮灭算符就行。

    这种计算对于赵忠尧这样的大佬来说并不算什么难题，因此很快赵忠尧便写下了对应的步骤：

    “先从动量算符入手，p^=??i??”

    “当湮灭算符作用在基态上时得到零，即a??ψa=0，因子??2??w可以约掉”

    “然后再做出无量纲化的共轭复振幅算符，它的时间演化就是乘上eiwt相位变化”

    十多分钟后。

    赵忠尧轻轻放下笔，露出了一道若有所思的表情：

    “咦谐振子居然有两个解析解？”

    随后他又看向了一旁同时在计算的胡宁和朱洪元二人，问道：

    “老胡，洪元同志，你们的结果呢？”

    胡宁朝他扬了扬手中的算纸：

    “我也是两个解。”

    朱洪元的答案同样简洁：

    “我也是。”

    见此情形，老郭不由眯了眯眼睛。

    他所计算的是so和so群的粒子数算符，虽然前置条件是单粒子态的算符只取决于延迟时刻的位置和速度，但这个假设其实和现实几乎无异。

    而根据计算结果显示。

    这个模型在数学上具备两个解析解，对应的是量子所述的玻色子规范场。

    其中一个解析解对应的自旋为1，另一个解析解对应的自旋则为0。

    而自旋为零在场论中对应的便是

    标量概念。

    这其实很好理解。

    量子场论中使用的的自然单位进行计算，真空中的光速c=约化普朗克常数??=1，时空坐标x===，偏微分算符??====

    狭义相对论的能量动量关系式是e??=p??+??，让能量e用能量算符i??/??t替换，动量p用动量算符??i▽替换，就可以得到-????/??t??=-▽??+??，即▽??-????/??t??-??=0

    让它两边作用在波函数Ψ上得Ψ=0，这就是大名鼎鼎的克莱因-戈登场方程。

    算符????在洛伦兹变换下是四维标量，即??‘??=????静质量的平方??是常数。

    要使克莱因-戈登场方程具有洛伦兹变换的协变，即将方程Ψ=0时空坐标进行洛伦兹变换后得到的Ψ‘=0形式不变，唯一要求就是洛伦兹时空坐标变换后的波函数Ψ‘=Ψ就达到目的了，这样的场叫标量场。

    如果让洛伦兹变换特殊一点，保持时间不变，而在空间中旋转，这样旋转后的波函数Ψ‘=expΨ。

    这就是说在时间t不变的情况下，波函数Ψ的空间坐标矢量x在角动量s方向旋转无穷小α角后变成矢量x‘。

    而波函数Ψ变成expΨ=Ψ‘，并且Ψ=Ψ‘。

    唯一的办法就是让自旋角动量s=0，这说明克莱因-戈登场方程描述的场粒子自旋为零。

    非常简单，也非常好理解。

    换而言之

    玻色子确实如同徐云所说的那样，可以分成标量玻色子和矢量玻色子。

    “”

    过了片刻。

    赵忠尧胸口微微起伏了两下，整个人深吸一口气，平复好心绪后继续看向了王淦昌手中的第三方报告。

    如果考虑到矢量玻色子的影响

    那颗强子的末态位异常就不难解释了：

    强子也是一种典型的复合粒子，内部存在一种矢量规范玻色子的结构完全称得上合理——这也是朱洪元他们归纳的‘元强子’的一种嘛。

    某种意义上来说，这个解释甚至有点索然无味？

    不过赵忠尧却没有因为这个索然无味的解释而感到无趣，此时他的好奇心反倒出奇的有些旺盛：

    “小韩，你说的标量玻色子到底是个什么情况？”

    上头提及过。

    赵忠尧在徐云引导下计算出来的解析解有两个，分别对应矢量玻色子和标量玻色子。

    其中矢量玻色子虽然有些出乎赵忠尧现有的认知，但它本身却属于得知真相后可以理解的范畴。

    毕竟量子场论中有个概念叫做规范对称性，也就是规范场论。

    规范场论的典型代表就是光子，也就是最少在电磁相互作用中是成立的。

    如今规范玻色子拓展到弱力或者强力，趋势上还算正常。

    好比你平时追一本网络，原本那个作者玩的都是实时的梗，发生事件不是今天就是昨天，大家都在调侃。

    结果某次突然发现作者玩的梗没时效性了，发生的时间超过了三天，那么读者自然就会怀疑这个作者有了三天以上的存稿。

    而规范玻色子呢，就相当于作者承认自己手上有七天的稿子。

    这个时间跨度比三天要多，但趋势性上倒也不难接受。

    但标量玻色子就有些超乎读者们的逻辑接受范围了——它就相当于作者说自己手上有二十万存稿，读者不吐槽电信诈骗都算是够意思了

    眼下的赵忠尧就属于这么个情况，他是真想不出一个每天四千字的作者是怎么有二十万稿子的

    不过他对面的徐云表情却很平静，在决定踹出这一jio后他便没怎么迟疑了：

    “赵主任，不知道您对玻色子的认知是怎么样的？”

    “我对玻色子的认知？”

    听到徐云的反问，赵忠尧先是微微一怔，旋即便答道：

    “当然是传递力的粒子了，类似于两个人扔皮球，规范玻色子就是那个皮球。”

    徐云轻轻点了点头，没有评价赵忠尧这番话的对与否，而是继续说道：

    “既然如此赵主任，您是否想过一个问题呢？”

    赵忠尧看了他一眼：

    “什么问题？”

    徐云竖起了一根手指：

    “力的传递有媒介也就皮球，那么丢皮球的人的质量又是从哪里来的？”

    “质量？”

    赵忠尧重复了一遍这个词，数秒钟后，整个人瞳孔顿时狠狠一缩！

    质量。

    这是粒子领域中一个很重要的属性。

    在宏观世界里，所有的宏观物体都是由原子构成的，原子是由原子核和核外电子构成的。

    相对于原子核的质量，电子的质量可以是忽略不计的。

    所对于宏观物质而言，它们的质量可以认为都集中在原子核上。

    但微观领域却不一样。

    例如原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的，质子和中子之内又有“元强子”，这些微粒之间力的传递已经有了相关描述，但质量的赋予机制却依旧空白一片。

    而质量又不可能凭空出现，因此这种机制一直以来都是一个非常前沿的理论探讨区间。

    不过遗憾的是无论国内还是国际上，都从未有人能够拿出一套合理的解释。

    但眼下看来

    徐云引导赵忠尧推导出的这种标量玻色子，莫非就具备这种可能性？

    随后徐云想了想，双手手掌在面前比划了一块区域，说道：

    “赵主任，您应该知道，在相对论量子理论中，因为能量极高，所以粒子的产生和湮灭可认为是必然现象。”

    “这个现象导致了系统粒子数不守恒，因此引入了有无穷多自由度的场作为量子化的起点。”

    “当时考虑一种满足相对论协变性的复标量场，于是便要求场的拉氏量尽可能简单，也就是说复标量场乘以因子exp后其拉氏量不变。”

    “然后仿照爱因斯坦提出广义相对论的思想，把拉氏量中的导数写成协变导数，就得到了新拉氏量——这样做的后果就是必然引入一个矢量场。”

    “这个矢量场在相应的规范限制下，最简单的模型就是电磁场。”

    这一次，赵忠尧身边的陆光达先一步点了点头。

    徐云的这番话他并不算陌生，当初他的好友杨振宁就是基于这个思路得到的杨米尔斯场。

    不过这个时代的杨米尔斯场和电磁场一样没有质量，不能描述短程相互作用。

    接着徐云扫了眼陆光达，继续说道：

    “众所周知，杨米尔斯场存在有一个很大的弊端，那就是这个模型不存在质量——所以杨老咳咳，杨振宁先生当初获得诺奖的成就并非杨米尔斯场，而是宇称不守恒。”

    “但另一方面，如果引入某个全新的思路杨米尔斯场却可以成为一个非常完美的理论与数学基地。”

    徐云话音刚落。

    陆光达便忍不住咽了口唾沫，迫不及待的问道：

    “什么思路？”

    徐云沉默了几秒钟：

    “考虑简并真空。”

    注：

    明天开始加更，一直加到月底，平均每天要8374字，算起起来8400好说了