物理学咬文嚼字之四十 哈,Critical

Critical phenomenon是需要用critical态度对待的现象,汉译临界现象,与crisis的本意倒也相和.Critical还应是面对一切学问的态度.     

无质量中微子螺旋性混合态

自旋为1／2的中微子遵从Majorana方程,其螺旋性为守恒量.利用压缩相干态可以为中微子给出螺旋算符与哈密顿量之共同本征态的显式表达 ,但却是不可归一化的.可归一化的波包依然保持为螺旋算符的本征态,但不再是能量的本征态.存在传播速度为零的等权混合螺旋态波包.此 情形没有经典对应,在无质量玻色子世界中也无对应.若这样的混合螺旋态波包对应无质量费米子的粒子-反粒子对,则提供了一种暗物质的 可能构成方案.     

速度

速度是切空间里的实在.速度对应的词有speed, velocity, celeritas等.光速作为时空连接的参数,它在Maxwell方程中的出现意味着它不是一般意义上的速度.光速c是个整数,或者就是1. 利用Δx/Δt测定中微子的超光速反映的是一种物理学理解上的不足.     

关于热力学的几点新视角下的思考

为了准备2023年12月31日的跨年科学演讲,我又得以系统地阅读了一些热力学发展史上的经典文献。相比于2015年那次为了讲授热力学去浏览热力学文献,如今因为获取文献更加容易因此也就略全面了一些,个人对相关问题的理解也有了一点儿进步。在准备讲稿的过程中,对热力学这门比较年久的物理学基础学科有了几点新视角下的思考,粗略整理一下,就教于方家。     

古代武器中的物理学

武器因人类生存需要而产生,最初的武器来自自然的启发,用到的多是尖锐、锋利的物件。制陶、采矿和冶金带来了金属兵器的制作。基于对弹性、惯性、力矩、杠杆原理、抛体运动等概念的模糊认识,人类学会了制作弓弩、抛石机等弹射武器,极大地扩展了武器的攻击距离。抛石机是人类的第一种机械,由此产生了力学这第一门物理分支学科。     

《晶格动力学理论》导读

世界图书出版公司嘱我为玻恩（Max Born,1882—1970）和黄昆（1919—2005）先生合著的英文经典《晶格动力学理论》（Dynamical theory of crystal lattices,Oxford University Press,1954）写个导读,这让我感到压力极大。不过,这是一件非常荣耀的事情,思虑再三我还是决定接下这个挑战,而且我还想稍微写长一些。读者朋友若能体会我的良苦用心,或许能原谅我的拉杂用事。     

量子系统哈密顿量的必要条件

在此前的量子理论中,哈密顿量被要求是厄米算符,这既保证了其本征值谱为实又保证了动力学演化过程几率守恒。近年来,一些非厄米哈密顿量被发现同样满足这两条要求。然而,这两条要求都是哈密顿量可描述量子系统动力学的充分条件而非必要条件。文章中我们从量子化条件和动力学演化方程出发,考察一般形式的哈密顿量,表述为产生算符和湮灭算符之正规积的形式,欲为恰当的哈密顿量所应满足的必要条件。对于形如$\\hat{H}=\\hat{p}^2+\\mathrm{i} \\hat{x}^3$和$\\hat{H}=\\hat{p}^2-\\hat{x}^4$这样的近年来得到广泛关注的非厄米哈密顿量,容易验证它们满足必要性条件。必要性条件可以用来及时排除那些不恰当的非厄米哈密顿量形式。     

黑体辐射公式的多种推导及其在近代物理构建中的意义(Ⅷ)

Cum grano salis,这是看问题的正确方式。
——作者

爱因斯坦此前的工作表明,黑体辐射是辐射场的涨落,黑体辐射分布函数1/ (e^hν/kT - 1)中的“-1”在辐射—双能级分子模型中明确来自受激辐射机制。爱因斯坦一直对热力学、统计力学感兴趣,我甚至觉得爱因斯坦并未区分什么物理的领域,他只是研究物理而已。前面说过,阅读爱因斯坦论文时每一个字都不可以漏过。我不敢说其中的每一个字都包含物理,但我感觉其中的每一个字都对我理解物理有帮助。