玻色子凝聚,费米子排斥,“任意子”呢？

众所周知,粒子被划分为玻色子和费米子两大类.但是在特定的二维系统中,这种分类可能不再成立.在这些二维系统中存在着一种性质介于玻色子与费米子之间的粒子或类粒子激发.这类粒子于1982年被命名为“任意子”(anyon).任意子存在的基础是受到了物理学中诸如磁单极、Aharonov-Bohm效应、电荷和角动量量子化等这些奇妙又极有吸引力的概念的支撑. 哈佛大学的B.Halperin于1984年指出,分数量子霍耳效应理论中所讨论的元激发,其行为类似于任意子.他的这一观点为F.Wil-czek等许多科学家所肯定.此外,P.Ander-son在高温超导材料发现后不久就指出,…     

让玻色子具有费米子的行为

在微观世界中 ,物质分为两类 ;一类是费米子 (如电子等 ) ,一类是玻色子 (如光子或氢原子 ) .费米子服从泡利不相容原理 .如果将许多费米子放入一个体系内 ,那些处于其中的费米子必须具有不同的位置或不同的量子态 (如动量或自旋等 ) ,也就是说 ,二个费米子不能有完全相同的量子态 .而玻色子就没有这些限制 ,因此玻色子可以处于同一量子态上 .物理世界中已经有大量实例证明 ,可以使费米子具有玻色子的行为 ,例如在超导与超流的实验中 ,我们让费米子配对后就能使它具有玻色子的行为特征 .但迄今为止 ,还没有反过来的实例 ,即让具有不可分辨性…     

超高精度实验证实光子是玻色子

美国的物理学家对现代物理学的基石——两种基本粒子(玻色子和费米子)遵从两种截然不同的统计行为这一原理,进行了一项极精确的检验.利用激光的实验证实光子遵从玻色-爱因斯坦统计.与以前的实验相比,这一结果使光子实际上是费米子的可能性减少了1000倍.物理学告诉我们,基本粒子分成两种基本类别:自旋值为整数的玻色子和自旋值为半整数的费米子.玻色子包括携带作     

最新科技动态

费米子的玻色 爱因斯坦凝聚奥地利和美国的两个研究小组 ,取得了重大突破 ,都利用费米子而不是玻色子得到了玻色 爱因斯坦凝聚态物质 .费米子如电子具有半整数自旋 ,服从泡利不相容原理 ,任意两个费米子不可能处于同一个量子态上 .而对玻色子 ,自旋为整数 ,没有这一限制 ,因而     

浅谈电子统计的“可变性”

 长期以来,人们一直认为,诸如电子等同一类粒子组成的所谓全同粒子系统中,粒子间的相互作用的实现与量子统计规则有密切关系。由此,可把全同粒子分为两类:一类是费米子,具有强烈的排斥作用;另一类是玻色子,可以凝聚到能量最低态。实验发现,粒子的统计性与其自旋的大小之间具有深刻的联系。三维空间中,粒子自旋的大小只可能是整数（包括零）或半整数。当粒子的自旋是半整数时,它是费米子,服从费米统计;当粒子的自旋是整数或零时,它是玻色子,服从玻色统计,服从玻色或费米统计的粒子波函数在粒子的交换下是对称（+）或反对称（-）的,即 φ（x₁,x₂）=±φ（x₂,x₁） 电子的自旋为1/2,是半整数的,因此电子是费米子,服从费米统计,对于交换两个电子,波函数是反对称的.     

实现费米原子凝聚的步伐

玻色子和费米子具有不同的统计力学行为 .玻色子比较“合群” ,当温度降到绝对零度 ,它们将共同占据最低的量子能态 .费米子“个性较强” ,即使是在Ｔ =0Ｋ ,它们也只能以每个能级两个粒子 (一个自旋向上 ,另一个向下 )的方式占据较低的那些量子能态 .一种原子 ,它究竟属于玻色原子还是费米原子 ,要看它所包含的费米子 (质子、中子和电子 )总数是偶数还是奇数 .1Ｈ ,4Ｈｅ ,7Ｌｉ ,2 3 Ｎａ ,85Ｒｂ ,87Ｒｂ和13 3 Ｃｓ中的费米子总数分别是 2 ,6 ,10 ,34,12 2 ,12 4和 188,因而是玻色原子 .3 Ｈｅ ,6Ｌｉ和40 Ｋ中的费米子总数分别是 5 ,9…     

轻子与非轻子弱相互作用的唯象描述

弱相互作用的重要特性之一是奇异粒子的非轻子衰变与π介子的轻子衰变有着统一的强度。另外,大家知道,轻子耦合还有两个特点与普适V-A费米作用理论(以下简称UFI)有偏离。第一,β衰变的矢量耦合常数G_V,没有重正化效应,因而与μ衰变的耦合常数G_μ相等;而轴矢耦合常数G_A则有一小的重正化效应,G_A=-1.25G_V.第二,奇异粒子的轻子衰变几率比UFI所预言的小一个数量级,因而异数改变流的耦合强度约为异数守恒流强度的1/4.在通常的流—流耦合模型或者流—中间玻色子耦合模型中,上述三个特性不能相互协调。例如,在李政道的中间玻色子理论中,由轻子衰变确定各种流的耦合强度以后,奇异粒子非轻子衰变几率将比实验小一个数量级。为了克服这一矛盾,一般需要引入多一倍的中间玻色子。     

代与额外Z0玻色子数的关系

三代标准模型的费米子不可能与一个额外的Z⁰玻色子在一个大统一模型中.包括三代费米的最小的大统一模型将包括两个额外Z⁰玻色子Georgi的关于重Dirac费米子的议论得到一个实现方式,这些就是新增加的费米子(不是bizarre的).Frampton的SU(9)与SU(7)模型在现有标度下的费米子是相同的.在这个破缺方式下质子衰变的困难可解决.     

一维晶格中全同任意子的量子动力学与关联

任意子介于玻色子与费米子之间,遵从奇特的分数统计,隐含着许多有趣的物理特性.本文研究了一维晶格中相互作用全同任意子的少体量子动力学及其量子关联性质.基于严格的数值方法,分析了任意子在晶格中局域粒子密度分布的动力学演化过程.结果表明,分数统计可以明显影响任意子动力学演化过程中实空间的局域粒子密度分布,产生新的动力学结构.特别地,当存在相互作用时,分数统计粒子的局域粒子密度分布会呈现有趣的依赖于相互作用性质的不对称性.最后计算了任意子的密度密度关联,分析了粒子统计性质和相互作用对体系量子关联的调制,同时进一步证实了任意子分数统计在实空间中的动力学效应.     

双势阱中玻色-费米混合气体的周期调制效应

在周期调制场下, 通过对双势阱中费米子数目及相互作用参数的调节, 研究了该系统中玻色子的自俘获现象. 研究发现, 系统中费米子数目及相互作用参数都会影响玻色子的自俘获现象, 并且随着 相互作用及粒子数目的变化, 玻色子的自俘获发生临界现象. 关键词： 玻色-费米混合气体 周期调制 自俘获     

含G对费米子动力学对称SP(10)模型的Dyson玻色子实现

将费米子动力学对称模型包含G费米子对能够构造出SP(10)或SO(12)动力学对称群.本文用GeneralizedDyson玻色子映射方法求出SP(10)对称群精确的玻色子映像,其子群SU(5)生成元的玻色子映像与sdg相互作用玻色子模型(IBM)SU(5)生成元相同,唯象sdgIBMSU(5)极限能谱公式可由费米子动力学对称模型的微观参数描述.     

原子核多体问题的玻色子-费米子描述

本文建立了一种在处理原子核多体问题时可以灵活地采用玻色变数与费米变数的理论形式,它原则上允许应用于与原来的费米型态空间等价的任何一个物理态空间.文中借助于玻色子和费米子产生湮没算符之间通常的对易反对易关系式,构成一个广义态空间,再从中建立与原来的费米型态空间等价的物理子空间系列,给出了各个不同的等价物理子空间之间的变换关系,并求出各类算符在这种子空间中的等效算符.     

基于微观IBM对电子–核散射及核电磁性质的研究(Ⅱ)ME理论方案

从一种微观相互作用玻色子模型(IBM)玻色子集体态子空间映射出费米子集体态子空间,通过假定玻色子算符形式以及使物理算符在两集体态子空间中对应归一化基矢间矩阵元相等,给出了从费米子单体算符导出玻色子单体算符的一种微观理论方法(ME方法).文中以获取玻色子结构函数亦即确定玻色子形式核跃迁电荷/电流密度算符为例对此作出了详细介绍.利用微观IBM提供的波函数可在玻色子态空间中求出核跃迁电荷/电流密度,结合电子–核散射以及核电磁跃迁的形式理论,可建立研究电子–核散射各种形状因子与微分散射截面以及核约化跃迁几率、电磁多极矩、核态g因子等物理量的理论方案.在微观sdgIBM-1下利用该方案初步计算了¹⁴⁶Nd核2+1态到0+1态的跃迁电荷密度以及约化跃迁几率,理论结果与实验值符合较好.     

Cabibbo理论与非轻子衰变

Cabibbo应用强相互作用粒子的么正对称性,讨论了轻子衰变问题,得到与实验相符的结果。Salam和Okubo分别引入了相应的中性轻子流和四个中间玻色子,把Cabibbo理论写成流—中间玻色子耦合形式,使得有效的非轻子拉格朗日量满足|△T|=1/2的选择定则。但是这样得出的非轻子衰变几率将比实验小一个数量级。我们希望再引入两个中间玻色子来克服这一困难。     

相互作用玻色子模型的非厄米Dyson玻色子展开途径

通过Dyson玻色子展开及修正的Jancovici和Schiff代换,得到费米子集体S,D对态空间与相互作用玻色子模型s,d空间之间的一一对应.费米子算符的玻色子像被唯一确定,IBM哈密顿量具有非厄米形式.费米子矩阵元能够在玻色子空间内直接计算,并且,当需要清除伪态时,相应的投影计算也能在玻色子空间进行.     

190─200Pt偶质量同位素低能激发态的微观研究

从壳模型组态､价核子间有效相互作用及费米子E2跃迁算子出发,利用一种以Dyson玻色子展开为基础的微观方案,给出了sdgIBM-1哈密顿量及玻色子E2跃迁算子,计算了^190─200Pt偶质量同位素的低激发态能谱及E2约化跃迁矩阵元.理论计算结果与实验值或唯象工作做了比较,符合较好.     

费米子动力学对称群的玻色子实现

将费米子动力学对称模型扩展为包含较高角动量费米子对,一般导致的动力学对称群是SO(4i+2)或者SP(4k+2),本文讨论它们精确的Dyson玻色子映像表示以及泡利原理在玻色子映像中的体现问题.     

Dyson玻色子展开与原子核的相互作用玻色子模型

根据修正的Jancovici-Schiff (MJS)代换关于玻色子描述可以用作原子核的费米子描述的中间步骤的观点, 本文把相互作用玻色模型(IBM)看作在这种中间步骤引用的一种近似. 文中针对同类价核子的"多-j"组态以及包含两体有效相互作用的费米子哈密顿量, 按照通常的玻色子展开选择出结构上比较简单的玻色子哈密顿量; 借此通过一个么正变换建立了从微观途径确定s, d玻色子及IBM哈密顿量的方法; 根据MJS代换给出了把IBM态矢量变换为费米子态矢量的一般公式.     

只带一种基本标量粒子的轻子-夸克复合模型

我们提出一个包括两种基本费米子和一种基本标量粒子的轻子-夸克复合模型. 其中, 基本费米子无质量并且不带色, 基本标量粒子是色的三重态. SU(3)_H定域规范作用将基本粒子束缚成轻子、夸克和弱玻色子等复合粒子. 轻子是由三个基本费米子组成的三体复合粒子, 夸克由一个基本费米子和一个基本标量粒子组成. 本模型基本粒子的数目较少, 存在为数不多的exotic粒子. 解释了轻子-夸克的对称性. 弱作用是超色单态之间的一种短距剩余作用, 它只在复合层次出现. 通过动力学对称破缺破坏了宇称守恒.     

基于微观IBM对电子-核散射及核电磁性质的研究(Ⅱ) ME理论方案

从一种微观作用玻色子模型（IBM）玻色子集体态子空间映射出费米子集体态子空间,通过假定玻色子算符形式以及使物理算符在两集体态子空间中对应归一化基矢间矩阵元相等,给出了从费米子单体算符导出玻色子单体算符的一种微观理论方法（ME方法）,文中以获取玻色子结构函数亦即确定玻色子形式核跃迁电荷／电流密度算符为例对此作出了详细介绍,利用微观IBM提供的波函数可在玻色子态空间中求出核跃迁电荷／电流密度,结合电子－核散射以及核电磁跃迁的形式理论,可建立研究电子－核散射各种形状因子与微分散射截面以及核约化跃迁几率,电磁多极矩,核态g因子等物理量的理论方案,在微观sdgIBM-1下利用该方案初步计算了146Nd核21^ 态到o 1^ 态的跃迁电荷密度以及约化跃迁几率,理论结果与实验值符合较好。