关于电子-磁单极子的经典角动量

电子在磁单极子场中的特殊性质,很早就有所讨论,静止的电子-磁单极子(e-g)体系的电磁场带来的附加角动量,是众所周知的,将此附加角动量叠加到轨道角动量中,给出此体系的总角动量.这里有两点值得进一步探讨,首先,我们知道,体系的角动量守恒是由空间转动不变性所决定的,那么e-g体系的角动量如何由空间转动不变性导出,其次,e-g体系的总角动量,除了计入静态场的附加角动量外,还有否其他的贡献.本文对此作简短讨论. 早先Dirac在讨论磁单极子的电磁场时,电磁势有奇异性,存在奇异弦使体系的拉氏     

寻找磁单极子和分数电荷(下)

2.磁单极子 电荷和电偶极子在自然界里比比皆是.但是,实验上从来没有证实过孤立磁荷的存在[1].磁仍极子是十分普通的,但把一个磁偶板子分成两个,并不得到两个相反的磁荷,而是得到两个更小的磁偶极子.电和磁之间的对称性是人们所向往的一件好事情,所以,物理学家们愿意相信,磁单极子(磁荷)是存在的.不过,如果没有确实的实验证明,就无法作出这样的结论. 存在磁单极子的一个有说服力的理论论证,是1931年狄拉克(P.A.M.Dirac)提出来的[2].他考虑在一个磁荷的场中的单个电子,发现量子力学(角动量的量子化)要求基本电荷(e)和基本磁荷(g)之间成立如…     

磁单极子存在吗?

一、关于磁单极子存在的理论依据 1931年P.A M.Dirac[1]在寻求电荷的量子化的解释时,预言了单个磁极的存在,并给出了电荷与磁荷的关系: g=nhc/2e=ne(137/2) =ng.其中h是约化普朗克常数;n是一个非零的整数;c是光速;c表示电荷;g表示磁荷;g0=68.5e是单位磁荷. Dirac的论断对磁单极的理论研究和实验寻找工作起了重要的推动作用.但是许多年里没有一个实验物理学家找到磁单极子存在的证据. 在长期的实验寻找失败之后,在理论研究上却有了若干新的进展.1974年荷兰的G.’tHooft[2]及苏联的A.M.Polyakov各自独立地发现基本粒子相互作用理论(如规范…     

具有一维Coulomb型对称势Dirac方程的精确解

在标量势大于矢量势的情况下,一维Dirac方程的束缚态能级是二重简并的.任意两个不同能量本征值的波函数和同一能量本征值的两个波函数都是相互正交的.对于纯标量场,存在零能量束缚态,存在分数电荷 关键词： Coulomb型对称势 Dirac方程 束缚态 分数电荷     

类Quesne环状球谐振子势场中的赝自旋对称性

提出了一种新的类Quesne环状球谐振子势,应用二分量方法求解1/2-自旋粒子满足的Dirac方程, Dirac哈密顿量由标量和矢量类Quesne环状球谐振子势构成.在Σ=S(r)+V(r)=0的条件下,得到了Dirac旋量波函数下分量的束缚态解和能谱方程, 显示出类Quesne环状球谐振子势场中的赝自旋对称性.讨论了束缚态波函数和能谱方程的有关性质. 关键词： 类Quesne环状球谐振子势 Dirac方程 赝自旋对称性 束缚态     

一类环状非球谐振子势场中相对论粒子的束缚态解

提出了一种新的环状非球谐振子势, 在标量势与矢量势相等的条件下，给出了其Klein-Gordon方程和Dirac方程的束缚态解. Klein-Gordon方程的θ角向波函数以超几何函数表示，径向波函数可用合流超几何函数或广义拉盖尔多项式表示，能谱方程由径向波函数满足的束缚态边界条件得到. Dirac方程的旋量波函数可用Klein-Gordon方程的解构造. 关键词： 环状非球谐振子势 Klein-Gordon方程 Dirac方程 束缚态     

磁单极子进展概述

自磁单极子概念被狄拉克提出以来,不管是理论还是实验物理学家都一直在努力寻找,但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据.最近,一些凝聚态物理学家声称在动量空间以及自旋冰材料中找到了磁单极子存在的有力证据,并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象.这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝新的曙光.作为电动力学教学内容的补充,本文拟把磁单极子的最新进展做一个概述,让大学生对此有一个全面的认识,从而激发他们学习和科研的兴趣.     

新环状非球谐振子势的Dirac方程束缚态解

提出了一种新的环状非球谐振子势, 在标量势与矢量势相等的条件下, 给出了Dirac 方程的束缚态解.通过分离变量得到Dirac方程相应的角向方程和径向方程,得出了用广义连带勒让德多项式表示的归一化角向波函数和用合流超几何函数表示的归一化径向波函数;获得了精确的束缚态能谱方程并对结果作适当讨论与结论.     

无反射势阱中相对论粒子的束缚态

给出了具有无反射势型标量势与矢量势的Klein-Gordon方程和Dirac方程的s波束缚态解. 关键词： 无反射势 Klein-Gordon方程 Dirac方程 束缚态     

具有Wood-Saxon势的Dirac方程的束缚态

给出了具有一维Wood-Saxon型标量势大于或等于其矢量势时的Dirac方程的s波束缚态解. 关键词： Wood-Saxon势 Dirac方程 束缚态 精确解     

运动磁单极子的规范势

本文利用诱导SU(2)规范势A_μ=?_μn×n的一些性质,从磁单极子的辐射电磁场强的已知表达式出发,构造出一个n场,使得由它得到的诱导势经约化之后得到的U(1)场强与磁单极子的辐射电磁场强一致。n得到之后,就得到SU(2)规范势,再经约化,就得到相等价的U(1)势,既然它的场强与磁单极子场强一致,它的U(1)势就是磁单极子的U(1)势,这个U(1)势是有奇异的(奇异弦),可以用分区表示的方法来避免它,当粒子静止时,这个势的结果与著名的吴-杨势一致。 关键词：     

新环状非球谐振子势的Dirac方程束缚态解

提出了一种新的环状非球谐振子势, 在标量势与矢量势相等的条件下, 给出了Dirac 方程的束缚态解.通过分离变量得到Dirac方程相应的角向方程和径向方程,得出了用广义连带勒让德多项式表示的归一化角向波函数和用合流超几何函数表示的归一化径向波函数;获得了精确的束缚态能谱方程并对结果作适当讨论与结论。     

四参数双原子分子势阱中相对论粒子的束缚态

给出了具有四参数双原子分子势型标量势与矢量势的Klein-Gordon方程和Dirac方程的s波束缚态解. 关键词： 四参数双原子分子势 Klein-Gordon方程 Dirac方程 束缚态     

Dirac方程的数值解法及其在原子总能量计算中的应用

中心势近似下径向Dirac方程的求解是相对论性原子(离子)结构计算的基础.本文通过相对论性方程中径向波函数大分量与非相对论方程径向波函数的类比,提出了径向Dirac方程的一种数值解法.为了验证数值解法的精度和可靠性,首先将数值结果与类氢势作用下的解析解进行比较.然后,将这种算法扩展到基于解析势的相对论性原子结构计算中,并将计算出的总能量与实验结果和其他方法得到的结果进行对比.     

具有P?schl-Teller型标量势与矢量势的Klein-Gordon方程和Dirac方程的束缚态

给出了具P?schl-Teller型标量势与矢量势的Klein-Gordon方程和Dirac方程的s波束缚态解. 关键词： P?schl-Teller势 Klein-Gordon方程 Dirac方程 束缚态     

用超导环探测磁单极子的原理

早在1931年,狄拉克从理论上就预言了磁单极子的存在.那么,怎样寻找磁单极子呢?科学家根据磁单极子的性质设计了各种探测方法.人教版全日制普通高级中学物理教材中有一篇阅读材料:寻找     

Manning-Rosen标量势与矢量势的Klein-Gordon方程和Dirac方程的束缚态

给出了具有Manning-Rosen型标量势与矢量势的Klein-Gordon方程和Dirac方程的束缚态解，其解可用超几何函数表示. 关键词： Manning-Rosen势 Klein-Gordon方程 Dirac方程 束缚态     

包含非中心电耦极矩的环状非谐振子势场赝自旋对称性的三对角化表示

提出了一个包含非中心电耦极矩分量的环状非谐振子势模型,在能够负载Dirac波动算子三对角化表示的完全平方可积L~2空间讨论了这一势场的赝自旋对称性.利用三对角化矩阵方案,使得求解Dirac方程转换为寻求波函数展开系数满足的三项递推关系式.角向波函数和径向波函数分别以Jacobi多项式和Laguerre多项式表示.由径向分量展开系数递推关系式的对角化条件得到束缚态的能量谱,显示出这一势模型具有严格的赝自旋对称性     

关于磁单极子通过超导线圈的讨论

1 问题的提出 1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言了磁单极子的存在.1982年,美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验.他设想,如果一个只有S极的磁单极子从左向右穿过如图1所示的超导线圈圆环abcd,那么超导线圈中将会出现什么现象呢?     

Rosen-Morse势阱中相对论粒子的束缚态

给出了具有Rosen-Morse型标量势与矢量势的Klein-Gordon方程和Dirac方程的s波束缚态解. 运用超对称量子力学和形不变性得到了束缚态能谱，通过变量代换求得波函数. 把上述方法推广到相对论量子力学. 关键词： Rosen-Morse势 Klein-Gordon方程 Dirac方程 束缚态