第六百三十章 历史：飞啊飞啊飞（上）

    “......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??dd.....”

    “当湮灭算符作用在基态上时得到零，即a??ψa=0，因子??2??mω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eiωt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??+m??，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??=-▽??+m??，即▽??-????/??t??-m??=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m??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....