夸克与对称性自发破缺

用普通物理和原子物理的语言论述了对称性破缺机制和理论模型,介绍了2008年度诺贝尔物理学获奖者小林诚(Makoto Kobayashi)、益川敏英(Toshihide Maskawa)关于弱相互作用的理论模型(KM模型)和对称性破缺的起源,它是对电弱统一理论的完美补充;详细分析了在微观粒子世界系列实验中对称性自发破缺和夸克的发现.     

对称性自发破缺与规范理论

一、引 言 基本粒子间的相互作用具有各种对称性,其中有些是严格对称的,有些只是近似地满足对称性要求,后者称为被破坏的对称性.被破坏的对称性又可分两类:一是象微扰项那样的某种外部原因使对称性遭到破坏的;二是由于某种内部原因使对称性自发地被破坏的.这后者我们称为对称性的自发破缺. 用对称性自发破缺理论,成功地解释了超导性和铁磁性等物理现象.因此,把它推广到基本粒子理论里的工作,曾引起了广泛兴趣. 若存在有对称性自发破缺,那末同时必然会出现Goldstone玻色子,但在目然界里至今还没有发现过这种粒子.Higgs机制解决了如何避免出…     

动力学破缺和真空自发破缺的手征SU(2)L×SU(2)R×U(1)σ模型

将SU(2)_L×SU(2)_R手征对称的σ模型推广到带电磁场情况下的手征σ模型,采用研究自恰性方程的方法研究了同时具有动力学破缺和真空自发破缺的手征SU(2)_L×SU(2)_R×U(1)σ模型,得到了考虑动力学自发破缺、真空自发破缺和电磁相互作用后,σ、π介子和核子都出现了不同的质量修正,并得到此模型中σ,π和核子以不同方式依赖于动力学破缺的具体表示.     

拓扑激发驱动的热力学相变及其张量网络研究方法

对热力学相及相变的认知构成了我们理解整个物质世界的物理基础,从朗道对称破缺相变范式到拓扑激发驱动的热力学相变,相变理论的研究发展在物质科学进步之路上树立起了一座座丰碑.一个著名的例子就是Berezinskii-Kosterlitz-Thouless相变,它是在从低温到高温的演变过程中, U(1)旋转对称性没有自发破缺情形下,成对涡旋的解耦合所致.近期,人们利用张量网络表示理论和数值计算方法,将统计模型的转移矩阵对应为一维量子模型.再根据量子模型纠缠熵的奇异性,在热力学极限下可以精确确定系统的相图,并准确计算各种物理量,该研究方法为研究具有连续对称性的二维系统的拓扑相变注入了新活力.     

QCD手征对称性动力学破缺的有效势研究

本文从无质量夸克的QCD拉氏量出发, 引入双线性外源, 导出了作为复合算子(夸克传播子和胶子传播子)泛函的有效势表示. 从而得出传播子的Dyson-Schwinger方程. 方程具有两组解, 一组解保持手征对称性, 另一组解使手征对称性自发破缺. 通过讨论方程的渐近解, 发现当耦合常数α>1/4时, QCD手征对称性将自发破缺; 当α<1/4时QCD手征对称性仍然保持. 利用求得的夸克自能的渐近行为和f_π介子衰变常数fπ的实验值, 估计了夸克产生的动力学质量和用其它理论方法与实验方法估计得的夸克质量相符, 并对结果进行了讨论.     

宇宙常数问题

在共形引力理论中, 宇宙项必为零. 当所有规范对称性自发破缺时, 产生的诱导宇宙常数之和与背景时空的弯曲效应抵消. 当背景时空为Minkowski空间时, 诱导宇宙常数之和为零. 而对称性通过Higgs机制破缺时, 必然伴生背景时空的相变.     

博士论文录

 函数的一些物理过程以及目前存在的一些关于强子波函数的唯象模型.本文的第二部分是作者的研究成果.在关于手征对称性自发破缺的研究中,作者提出了一种用关于夸克凝聚的自洽方程确定重整化群不变的夸克凝聚数值的方法,计算了发生动力学自发破缺强耦合常数的阈值.在单圈、双圈近似下分别计算了夸克凝聚的数值,得到了合理的结果.同时给出了一种发生动力学自发破缺的图象.     

Weinberg-Salam模型中W±矢量中间玻色子的磁矩

本文讨论了Weinberg-Salam模型中W^±矢量中间玻色子(VIB)的磁矩问题. 首先在规范对称性没有自发破缺的假定下, 利用规范不变性得出正规顶角母泛函的方程, 求出三线VIB正规顶角满足的Ward-Takahashi恒等式, 证明了它的张量结构形式与裸的VIB三线耦合项相同, 因而表明这时W^±介子不存在反常磁矩及反常电四极矩. 对于有自发破缺的"实际"情况, 通过在标量场作用项中引入明显破缺项的办法,目对VIB的质量延拓问题完成整个讨论, 进而给出了上述结论在这时仍然成立的证明.     

含磁单极电动力学的电磁对偶对称性自发破缺问题

首先提出了一种认为磁单极的存在将导致电动力学电磁对偶对称性自发破缺的新观点,指出了和这种对称性自发破缺相关联的零质量标量粒子即Goldstone玻子存在的可能性.然后通过对含磁单极电动力学作用量描述困难的分析,提醒读者磁单极的存在给电动力学带来的复杂性和不对称.最后为非高能物理背景的读者提供了两类磁单极即经典场扩展位形类磁单极和点粒子磁单极的概念.     

关于非阿贝耳规范群的对偶荷问题——一个对单磁荷的讨论

从规范场的积分定义出发,应用一个类似于在紧致流形上建立起来的微分几何定理——Gauss-Bonnet定理——的公式得到了普遍的规范荷与对偶荷的共轭关系。电子荷与单磁荷就是这种共轭关系的一例。当规范群为SO(3),含有U(1)群作为其不变子群时,无需引入任何关于奇异弦概念或任何自发破缺对称性的机制,我们自然地得到’t Hooft的单磁荷解。     

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根据第二类气球模理论,在托卡马克中诸如不稳定漂移波类的环形局部模将在径向呈现源于环形性的对称性自发破缺。以流体离子温度梯度模模型方程为例,解出在准环坐标系中由对称性自发破缺产生的二维局部模本征模式。在略去边带效应后,它成为具有径向位移修正的平板模式。由位移修正离子温度梯度模式导出了种子平行雷诺胁强,而它在传统的(无位移修正的)平板模式下被证明为零。     

著名固体物理学家安德森教授来我国讲学

美国贝尔实验室顾问主任、普林斯顿大学(Prin-ceton University)教授、1977年物理学诺贝尔奖金获得者P.W.安德森(Anderson)教授应清华大学邀请于1980年2月27日至3月17日来我国进行讲学.前后在清华大学讲学十二次,在复旦大学讲学两次. 安德森教授是著名的固体物理学家.他十分注意研究固体物理学中的一些基本原理.这次来华讲学,他着重介绍了他多年研究的对称性破缺问题,联系凝聚态物理学中广泛的研究对象,阐明了什么叫破缺对称性.为什么会产生破缺对称性,以及由于破缺对称性所带来的后果.此外。还介绍了无序系统电子局域化理论的新发展。以…     

对称性自发破缺所诱发的种子平行雷诺胁强

根据第二类气球模理论,在托卡马克中诸如不稳定漂移波类的环形局部模将在径向呈现源于环形性的对称性自发破缺。以流体离子温度梯度模模型方程为例,解出在准环坐标系中由对称性自发破缺产生的二维局部模本征模式。在略去边带效应后,它成为具有径向位移修正的平板模式。由位移修正离子温度梯度模式导出了种子平行雷诺胁强,而它在传统的(无位移修正的)平板模式下被证明为零。     

一类三次方对称离散混沌系统的分岔控制

通过分析对称性破缺分岔机制, 采用了一个直接的、有效的线性控制器, 精确控制了一类三次方对称离散混沌系统发生对称性破缺分岔和倍周期分岔时分岔点的位置. 进而分析了系统对初始值的敏感性和对称性, 选择合适的吸引域, 将对称性破缺分岔进行进一步控制, 从而使得对称性破缺分岔所缺解枝得以恢复. 数值结果表明了该控制器的有效性. 关键词： 离散混沌系统 对称性破缺 倍周期 分岔控制     

同时具有动力学破缺和普通自发破缺的手征SU(2)_LSU(2)_Rσ-模型

本文研究了真空同时具有动力学破缺和普通自发破缺的手征SU(2)_LSU(2)_R σ-模型,得到了有质量的π介子,并对π介子获得质量的机制做了讨论.     

Eu-Gd区域的破缺U(3)限U(6/12)模型

本文从超对称性破缺的角度讨论了位于典型U(3)限区域的奇A核₆₃Eu^₁₅₃, 在能谱和B(E2)方面得到了一些定量符合的结果.     

对称性自发破缺和希格斯机制

众所周知,本世纪最辉煌的科学成就之一是弱电统一理论,然而历史上这一理论的重大突破有赖于对对称性自发破缺的研究,特别是希格斯机制的建立。     

世纪交替期物理学的两大困惑

 物质结构的新层次夸克禁闭相互作用的规范理论 电磁场相互作用的规范理论 扬米尔斯场对称性自发破缺 希格斯机制困惑与方向     

对称性自发破缺和希格斯机制

 众所周知,本世纪最辉煌的科学成就之一是弱电统一理论,然而历史上这一理论的重大突破有赖于对对称性自发破缺的研究,特别是希格斯机制的建立。     

非平衡耗散系统定常态的Goldstone模

在有时空结构的非平衡定常态上,由于对称性的自发破缺,形成非零能、带耗散的Goldstone模。本文以么模激光的饱和状态为例,从普遍的相位对称性出发,应用闭路格林函数中的Ward-Takahashi恒等式,具体地导出了这种带耗散的推广的Goldstone定理的一个形式,讨论了相应的Goldstone模式的物理意义。求得了饱和状态光量子态的分裂。具体给出了状态从相位有序→相位无序的转化规律,从而给自发破缺的对称性的恢复一个具体的描述。 关键词：